ST VN920 User Manual

VN920

Single channel high-side solid-state relay

Features

Type

RDS(on)

IOUT

VCC

VN920

 

 

 

VN920-B5

16 mΩ

30 A

36 V

VN920SO

 

 

 

 

 

 

 

CMOS compatible input

Proportional load current sense

Shorted load protection

Under-voltage and over-voltage shutdown

Over-voltage clamp

Thermal shutdown

Current limitation

Protection against loss of ground and loss of VCC

Very low standby power dissipation

Reverse battery protected (see Application schematic )

Table 1. Device summary

PENTAWATT P2PAK

SO-16L

Description

The VN920 is a monolithic device designed in STMicroelectronics VIPower M0-3 technology. The VN920 is intended for driving any type of load with one side connected to ground. The active VCC pin voltage clamp protects the device against low energy spikes (see ISO7637 transient compatibility table). Active current limitation combined with thermal shutdown and automatic restart protects the device against over-load.

The device integrates an analog current sense output which delivers a current proportional to the load current. The device automatically turns off in the case where the ground pin becomes disconnected.

Package

 

Order codes

 

 

 

Tube

 

Tape and reel

 

 

 

 

 

 

PENTAWATT

VN920

 

-

 

 

 

 

P2PAK

VN920-B5

 

VN920-B513TR

SO-16L

VN920SO

 

VN920SO13TR

 

 

 

 

December 2008

Rev 5

1/34

www.st.com

Contents

VN920

 

 

Contents

1

Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

. 5

2

Electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

 

2.1

Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

6

 

2.2

Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7

 

2.3

Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

 

2.4

Electrical characteristics curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

14

3

Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

 

3.1

GND protection network against reverse battery . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

16

3.1.1 Solution 1: resistor in the ground line (RGND only) . . . . . . . . . . . . . . . . 16 3.1.2 Solution 2: diode (DGND) in the ground line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2 Load dump protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.3 MCU I/Os protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 3.4 P2PAK maximum demagnetization energy (VCC = 13.5V) . . . . . . . . . . . 18 3.5 SO-16L maximum demagnetization energy (VCC = 13.5V) . . . . . . . . . . . 19

4

Package and PCB thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

 

4.1

SO-16L thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

20

 

4.2

P2PAK thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

22

5

Package and packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

 

5.1

ECOPACK® packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

 

5.2

PENTAWATT mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

26

 

5.3

P2PAK mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

28

 

5.4

SO-16L packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

30

 

5.5

PENTAWATT packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

 

5.6

P2PAK packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

31

6

Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

2/34

VN920

List of tables

 

 

List of tables

Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Table 2. Suggested connections for unused and not connected pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Table 3. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Table 4. Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 Table 5. Power . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Table 6. Switching (VCC=13V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Table 7. Logic inputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Table 8. Current sense (9V VCC 16V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Table 9. VCC output diode. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Table 10. Protections . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

Table 11. Truth table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Table 12. Electrical transient requirements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

Table 13. SO-16L thermal parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Table 14. P2PAK thermal parameter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Table 15. SO-16L mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Table 16. PENTAWATT mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Table 17. P2PAK mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Table 18. Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3/34

List of figures

VN920

 

 

List of figures

Figure 1. Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 2. Configuration diagram (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Figure 3. Current and voltage conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Figure 4. Switching characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Figure 5. IOUT/ISENSE versus IOUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Figure 6. Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 7. Off-state output current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 8. High-level input current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 9. Input clamp voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 10. Turn-on voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 11. Over-voltage shutdown. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 12. Turn-off voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Figure 13. ILIM vs Tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 14. On-state resistance vs VCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 15. Input high-level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 16. Input hysteresis voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 17. On-state resistance vs Tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 18. Input low level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Figure 19. Application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Figure 20. P2PAK maximum turn-off current versus inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 Figure 21. SO-16L maximum turn-off current versus inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Figure 22. SO-16L PC board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 23. SO-16L Rthj-amb Vs PCB copper area in open box free air condition . . . . . . . . . . . . . . . 20 Figure 24. SO-16L thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 25. Thermal fitting model of a single channel HSD in SO-16L . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 Figure 26. P2PAK PC board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Figure 27. P2PAK Rthj-amb Vs. PCB copper area in open box free air condition . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figure 28. P2PAK thermal impedance junction ambient single pulse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Figure 29. Thermal fitting model of a single channel HSD in P2PAK. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 Figure 30. SO-16L package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

Figure 31. PENTAWATT package dimensions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 Figure 32. P2PAK package dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 33. SO-16L tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Figure 34. SO-16L tape and reel shipment (suffix “TR”) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 35. PENTAWATT tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 36. P2PAK tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Figure 37. P2PAK tape and reel (suffix “13TR”). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

4/34

ST VN920 User Manual

VN920

Block diagram and pin description

 

 

1 Block diagram and pin description

Figure 1. Block diagram

VCC

 

VCC

OVERVOLTAGE

 

 

CLAMP

DETECTION

 

 

 

UNDERVOLTAGE

 

 

 

DETECTION

 

GND

 

Power CLAMP

 

 

 

 

 

 

DRIVER

 

INPUT

LOGIC

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT LIMITER

 

 

 

VDS LIMITER

 

 

 

IOUT

CURRENT

 

 

K

SENSE

 

 

 

 

OVERTEMPERATURE

 

 

 

DETECTION

 

 

Figure 2. Configuration diagram (top view)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

1

16

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

OUTPUT

CC

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N.C.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

C.SENSE

GND

 

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

3

 

 

VCC

INPUT

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

INPUT

C.SENSE

 

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

1

 

 

GND

N.C.

 

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N.C.

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

8

9

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CC

 

 

 

 

P2PAK/ PENTAWATT

 

 

 

 

 

 

 

 

SO-16L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 2.

Suggested connections for unused and not connected pins

Connection / pin

Current Sense

N.C.

Output

Input

 

 

 

 

 

Floating

 

X

X

X

 

 

 

 

 

 

To ground

Through 1KΩ

X

 

Through 10KΩ

resistor

 

resistor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5/34

Electrical specifications

VN920

 

 

2 Electrical specifications

Figure 3. Current and voltage conventions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT

 

VF

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IIN

 

 

 

 

 

OUTPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISENSE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CURRENT SENSE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

GND

 

 

 

VSENSE

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IGND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.1Absolute maximum ratings

Stressing the device above the rating listed in the “Absolute maximum ratings” table may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only and operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the operating sections of this specification is not implied. Exposure to Absolute maximum rating conditions for extended periods may affect device reliability. Refer also to the STMicroelectronics sure program and other relevant quality document.

Table 3.

Absolute maximum ratings

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Value

 

Unit

 

 

 

SO-16L

PENTAWATT

P2PAK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

DC supply voltage

 

41

 

V

- VCC

Reverse DC supply voltage

 

- 0.3

 

V

- Ignd

DC reverse ground pin current

 

- 200

 

mA

IOUT

DC output current

 

Internally limited

 

A

- IOUT

Reverse DC output current

 

- 21

 

A

IIN

DC input current

 

+/- 10

 

mA

VCSENSE

Current sense maximum voltage

 

- 3

 

V

 

+ 15

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Electrostatic discharge

 

 

 

 

 

(human body model: R = 1.5KΩ;

 

 

 

 

 

C = 100pF)

 

 

 

 

VESD

INPUT

 

4000

 

V

 

CURRENT SENSE

 

2000

 

V

 

OUTPUT

 

5000

 

V

 

VCC

 

5000

 

V

6/34

VN920

 

 

Electrical specifications

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 3.

Absolute maximum ratings (continued)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Value

 

Unit

 

 

 

 

 

SO-16L

PENTAWATT

P2PAK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Maximum switching energy

 

 

 

 

 

EMAX

(L = 0.25mH; RL= 0Ω;

352

 

364

mJ

 

Vbat = 13.5V; Tjstart = 150ºC;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL = 45A)

 

 

 

 

 

Ptot

Power dissipation TC ≤25°C

8.3

96.1

96.1

W

 

Tj

Junction operating temperature

 

Internally limited

 

°C

 

Tc

Case operating temperature

 

- 40 to 150

 

°C

 

Tstg

Storage temperature

 

- 55 to 150

 

°C

2.2Thermal data

Table 4.

Thermal data

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

 

Max. value

 

Unit

 

 

 

 

SO-16L

PENTAWATT

P2PAK

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Rthj-case

Thermalresistance

-

1.3

1.3

°C/W

junction-case

Rthj-lead

Thermalresistance

15

-

 

°C/W

junction-lead

 

Rthj-amb

Thermalresistance

65(1)

61.3

51.3(2)

°C/W

 

 

 

 

junction-ambient

48

(3)

(4)

°C/W

 

 

 

 

37

1.When mounted on a standard single-sided FR-4 board with 0.5cm2 of Cu (at least 35 m thick) connected to all VCC pins.

2.When mounted on a standard single-sided FR-4 board with 0.5cm2 of Cu (at least 35 m thick).

3.When mounted on a standard single-sided FR-4 board with 6cm2 of Cu (at least 35 m thick) connected to all VCC pins.

4.When mounted on a standard single-sided FR-4 board with 6cm2 of Cu (at least 35 m thick).

7/34

Electrical specifications

VN920

 

 

2.3Electrical characteristics

Values specified in this section are for 8V < VCC < 36V; -40°C < Tj < 150°C, unless otherwise stated.

 

Table 5.

 

Power

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

Operating supply voltage

 

 

5.5

 

13

 

36

V

 

VUSD

 

Under-voltage shutdown

 

 

3

 

4

 

5.5

V

 

VOV

 

Over-voltage shutdown

 

 

36

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

IOUT = 10A; Tj = 25°C;

 

 

 

 

16

mΩ

 

RON

 

On-state resistance

IOUT = 10A;

 

 

 

 

32

mΩ

 

 

 

 

 

IOUT = 3A; VCC = 6V

 

 

 

 

55

mΩ

 

VCLAMP

 

Clamp voltage

ICC = 20mA

41

 

48

 

55

V

 

 

 

 

 

Off-state; VCC = 13V;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN = VOUT = 0V

 

 

10

 

25

µA

 

IS

 

Supply current

Off-state; VCC = 13V;

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN = VOUT = 0V; Tj = 25°C

 

 

10

 

20

µA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

On-state; VCC = 13V; VIN = 5V;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT = 0A; RSENSE = 3.9 kΩ

 

 

 

 

5

mA

 

IL(off1)

 

Off-state output current

VIN = VOUT = 0V

0

 

 

 

50

µA

 

IL(off2)

 

Off-state output current

VIN = 0V; VOUT = 3.5V

-75

 

 

 

0

µA

 

IL(off3)

 

Off-state output current

VIN = VOUT = 0V; VCC = 13V;

 

 

 

 

5

µA

 

 

Tj = 125°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IL(off4)

 

Off-state output current

VIN = VOUT = 0V; VCC = 13V;

 

 

 

 

3

µA

 

 

Tj = 25°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Note:

VCLAMP and VOV are correlated. Typical difference is 5V.

 

 

 

 

 

 

 

Table 6.

 

Switching (VCC=13V)

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td(on)

 

Turn-on delay time

RL = 1.3Ω (see Figure 4.)

 

 

 

50

 

 

µs

 

td(off)

 

Turn-off delay time

RL = 1.3Ω (see Figure 4.)

 

 

 

50

 

 

µs

 

dVOUT/dt(on)

Turn-on voltage slope

RL = 1.3Ω (see Figure 4.)

 

See Figure 10.

V/µs

 

dVOUT/dt(off)

Turn-off voltage slope

RL = 1.3Ω (see Figure 4.)

 

See Figure 12.

V/µs

8/34

VN920

 

 

 

 

 

 

Electrical specifications

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 7.

 

Logic inputs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIL

 

Input low level voltage

 

 

 

 

 

 

1.25

V

 

IIL

 

Low level input current

 

VIN = 1.25V

1

 

 

 

 

µA

 

VIH

 

Input high-level voltage

 

 

3.25

 

 

 

 

V

 

IIH

 

High-level input current

 

VIN = 3.25V

 

 

 

 

10

µA

 

VI(hyst)

 

Input hysteresis voltage

 

 

0.5

 

 

 

 

V

 

VICL

 

Input clamp voltage

 

 

IIN = 1mA

6

6.8

8

V

 

 

 

 

IIN = - 1mA

 

 

- 0.7

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 8.

 

Current sense (9V VCC 16V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

Max.

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

K1

 

IOUT/ISENSE

IOUT = 1A; VSENSE = 0.5V;

 

3300

 

4400

 

6000

 

 

 

Tj = -40°C...150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

dK1/K1

 

Current sense

IOUT = 1A; VSENSE = 0.5V;

 

-10

 

 

 

+10

%

 

 

ratio drift

Tj= - 40°C...150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT = 10A; VSENSE = 4V;

 

 

 

 

 

 

 

 

K2

 

IOUT/ISENSE

Tj = - 40°C

 

 

4200

 

4900

 

6000

 

 

 

 

 

 

Tj= 25°C...150°C

 

4400

 

4900

 

5750

 

 

dK2/K2

 

Current sense

IOUT = 10A; VSENSE = 4V;

 

-8

 

 

 

+8

%

 

 

ratio drift

Tj = -40°C...150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT = 30A; VSENSE = 4V;

 

 

 

 

 

 

 

 

K3

 

IOUT/ISENSE

Tj = -40°C

 

 

4200

 

4900

 

5500

 

 

 

 

 

 

Tj = 25°C...150°C

 

4400

 

4900

 

5250

 

 

dK3/K3

 

Current sense

IOUT = 30A; VSENSE = 4V;

 

-6

 

 

 

+6

%

 

 

ratio drift

Tj = -40°C...150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Analog sense

VCC = 6...16V; IOUT = 0A;

 

 

 

 

 

 

 

 

ISENSE0

 

VSENSE = 0V;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

current

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj = -40°C...150°C

 

0

 

 

 

10

µA

 

 

 

 

Max analog

VCC = 5.5V; IOUT = 5A;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RSENSE = 10kΩ

 

 

2

 

 

 

 

V

 

VSENSE

 

sense output

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC > 8V, IOUT = 10A;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RSENSE = 10kΩ

 

 

4

 

 

 

 

V

 

 

 

 

Sense voltage in

VCC = 13V; RSENSE = 3.9kΩ

 

 

 

 

 

 

 

 

VSENSEH

 

over-temperature

 

 

 

5.5

 

 

V

 

 

 

 

condition

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9/34

Electrical specifications

 

 

 

 

VN920

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 8.

Current sense (9V VCC 16V) (continued)

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test conditions

Min.

Typ.

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Analog sense

 

 

 

 

 

 

 

 

output

VCC = 13V; Tj > TTSD;

 

 

 

 

 

RVSENSEH

impedance in

 

400

 

 

 

output open

 

 

 

 

 

over-temperature

 

 

 

 

 

 

 

condition

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Current sense

(1)

 

 

 

 

 

 

tDSENSE

delay response

To 90% ISENSE

 

 

500

 

µs

1. Current sense signal delay after positive input slope.

Table 9.

VCC output diode

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

Typ.

 

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VF

Forward on voltage

 

- IOUT = 5A; Tj = 150°C

 

 

 

 

 

 

0.6

 

V

Table 10.

Protections(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

 

Test conditions

 

Min.

 

Typ.

 

 

Max.

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TTSD

Shutdown temperature

 

 

 

150

 

175

 

200

 

°C

TR

Reset temperature

 

 

 

135

 

 

 

 

 

 

 

°C

Thyst

Thermal hysteresis

 

 

 

7

 

15

 

 

 

 

°C

Ilim

Current limitation

 

VCC = 13V

 

30

 

45

 

75

 

A

 

5V < VCC < 36V

 

 

 

 

 

 

75

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Turn-off output clamp

 

IOUT = 2 A;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdemag

 

VIN = 0V;

 

VCC - 41

VCC - 48

 

VCC - 55

 

V

voltage

 

 

 

 

 

 

L = 6mH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VON

Output voltage drop

 

IOUT = 1 A;

 

 

 

50

 

 

 

 

mV

limitation

 

Tj = -40°C...150°C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.To ensure long term reliability under heavy over-load or short circuit conditions, protection and related diagnostic signals must be used together with a proper software strategy. If the device operates under abnormal conditions this software must limit the duration and number of activation cycles.

10/34

VN920

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Electrical specifications

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 11.

Truth table

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Conditions

 

 

Input

 

Output

 

Sense

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Normal operation

 

 

 

L

 

L

 

0

 

 

 

 

H

 

H

 

Nominal

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Over-temperature

 

 

 

L

 

L

 

0

 

 

 

 

H

 

L

 

VSENSEH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Under-voltage

 

 

 

L

 

L

 

0

 

 

 

 

H

 

L

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Over-voltage

 

 

 

 

 

 

L

 

L

 

0

 

 

 

 

 

 

 

H

 

L

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L

 

L

 

0

 

Short circuit to GND

 

 

 

H

 

L

 

(Tj<TTSD) 0

 

 

 

 

 

 

 

 

H

 

L

 

(Tj>TTSD) VSENSEH

 

Short circuit to VCC

 

 

 

L

 

H

 

0

 

 

 

 

H

 

H

 

< Nominal

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Negative output voltage clamp

 

 

 

L

 

L

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Table 12.

Electrical transient requirements

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISO T/R

 

 

 

 

 

 

Test level

 

 

 

7637/1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

II

 

III

IV

Delays and impedance

 

Test pulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

- 25V(1)

 

- 50V(1)

 

- 75V(1)

- 100V(1)

 

2ms, 10Ω

 

2

 

+ 25V(1)

 

+ 50V(1)

 

+ 75V(1)

+ 100V(1)

 

0.2ms, 10Ω

 

3a

 

- 25V(1)

 

- 50V(1)

 

- 100V(1)

- 150V(1)

 

0.1µs, 50Ω

 

3b

 

+ 25V(1)

 

+ 50V(1)

 

+ 75V(1)

+ 100V(1)

 

0.1µs, 50Ω

 

4

 

- 4V(1)

 

- 5V(1)

 

- 6V(1)

- 7V(1)

 

100ms, 0.01Ω

 

5

 

+ 26.5V(1)

 

+ 46.5V(2)

 

+ 66.5V(2)

+ 86.5V(2)

 

400ms, 2Ω

1.All functions of the device are performed as designed after exposure to disturbance.

2.One or more functions of the device is not performed as designed after exposure and cannot be returned to proper operation without replacing the device.

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