ST VND810 User Manual

ST VND810 User Manual

®

VND810

 

 

DOUBLE CHANNEL HIGH SIDE DRIVER

TYPE

RDS(on)

IOUT

VCC

VND810

160 mΩ (*)

3.5 A (*)

36 V

 

 

 

 

(*)Per each channel

CMOS COMPATIBLE INPUTS

OPEN DRAIN STATUS OUTPUTS

ON STATE OPEN LOAD DETECTION

OFF STATE OPEN LOAD DETECTION

SHORTED LOAD PROTECTION

UNDERVOLTAGE AND OVERVOLTAGE SHUTDOWN

PROTECTION AGAINST LOSS OF GROUND

VERY LOW STAND-BY CURRENT

REVERSE BATTERY PROTECTION (**)

DESCRIPTION

The VND810 is a monolithic device designed in STMicroelectronics VIPower M0-3 Technology, intended for driving any kind of load with one side connected to ground.

Active VCC pin voltage clamp protects the device against low energy spikes (see ISO7637 transient compatibility table). Active current limitation

SO-16

ORDER CODES

PACKAGE

TUBE

T&R

 

 

 

SO-16

VND810

VND81013TR

 

 

 

combined with thermal shutdown and automatic restart protects the device against overload. The device detects open load condition both in on and off state. Output shorted to VCC is detected in the off state. Device automatically turns off in case of ground pin disconnection.

BLOCK DIAGRAM

 

 

Vcc

Vcc

OVERVOLTAGE

 

CLAMP

 

 

 

UNDERVOLTAGE

 

GND

CLAMP 1

 

INPUT1

DRIVER 1

OUTPUT1

 

STATUS1

 

CLAMP 2

 

 

 

CURRENT LIMITER 1

DRIVER 2

 

LOGIC

OVERTEMP. 1

OUTPUT2

 

OPENLOAD ON 1

 

 

 

INPUT2

 

CURRENT LIMITER 2

 

 

 

OPENLOAD OFF 1

OPENLOAD ON 2

STATUS2

 

 

 

 

OPENLOAD OFF 2

OVERTEMP. 2

 

 

(**) See application schematic at page 8

July 2002

1/19

VND810

ABSOLUTE MAXIMUM RATING

Symbol

Parameter

Value

Unit

 

 

 

 

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

- 6

A

IIN

DC Input Current

+/- 10

mA

Istat

DC Status Current

+/- 10

mA

 

Electrostatic Discharge (Human Body Model: R=1.5KΩ; C=100pF)

 

 

 

- INPUT

4000

V

VESD

- STATUS

4000

V

 

- OUTPUT

5000

V

 

- VCC

5000

V

EMAX

Maximum Switching Energy

26

mJ

(L=1.5mH; RL=0Ω; Vbat=13.5V; Tjstart=150ºC; IL=5A)

 

 

 

Ptot

Power Dissipation TC=25°C

8.3

W

Tj

Junction Operating Temperature

Internally Limited

°C

Tc

Case Operating Temperature

- 40 to 150

°C

Tstg

Storage Temperature

- 55 to 150

°C

CONNECTION DIAGRAM (TOP VIEW)

VCC

 

 

 

 

1

16

 

VCC

 

 

 

 

 

N.C.

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

GND

 

 

 

 

 

OUTPUT 1

 

 

 

 

INPUT 1

 

 

 

 

 

 

 

OUTPUT 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STATUS 1

 

 

 

 

 

 

 

OUTPUT 2

 

 

 

 

 

 

 

 

STATUS 2

 

 

 

 

 

 

 

OUTPUT 2

 

 

 

 

 

 

 

 

INPUT 2

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

8

9

 

VCC

 

 

CURRENT AND VOLTAGE CONVENTIONS

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IS

 

 

 

 

 

IIN1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

INPUT 1

VCC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VIN1

 

 

 

 

 

ISTAT1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STATUS 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOUT1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STAT1

 

 

IN2

 

 

INPUT 2

OUTPUT 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOUT1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

IN2

 

 

ISTAT2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

STATUS 2 GND

 

 

 

 

 

 

 

OUT2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OUTPUT 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

VOUT2

 

 

 

 

 

 

 

STAT2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IGND

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2/19

 

 

 

VND810

THERMAL DATA

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Value

 

Unit

 

 

 

 

 

Rthj-lead

Thermal Resistance Junction-lead

15

 

°C/W

Rthj-amb

Thermal Resistance Junction-ambient

75 (*)

 

°C/W

(*)When mounted on a standard single-sided FR-4 board with 0.5cm2 of Cu (at least 35μm thick) connected to all VCC pins. Horizontal mounting and no artificial air flow.

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (8V<VCC<36V; -40°C < T j <150°C, unless otherwise specified) (Per each channel)

POWER OUTPUTS

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min

 

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

VCC (**)

Operating Supply Voltage

 

5.5

13

36

V

VUSD (**)

Under Voltage Shut-down

 

3

4

5.5

V

VOV (**)

Overvoltage Shut-down

 

36

 

 

 

V

RON

On State Resistance

IOUT=1A; Tj=25°C

 

 

 

160

mΩ

IOUT=1A; VCC>8V

 

 

 

320

mΩ

 

 

 

 

 

 

 

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

 

12

40

μA

IS (**)

Supply Current

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

 

 

 

 

 

Tj=25°C

 

12

25

μA

 

 

 

 

 

On State; VCC=13V; VIN=5V; IOUT=0A

 

5

7

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; Tj =125°C

 

 

 

5

μA

IL(off4)

Off State Output Current

VIN=VOUT=0V; Vcc=13V; Tj =25°C

 

 

 

3

μA

(**) Per device

 

 

 

 

 

 

 

SWITCHING (VCC=13V)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min

 

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

td(on)

Turn-on Delay Time

RL=13Ω from VIN rising edge to

 

 

30

 

μs

VOUT=1.3V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

td(off)

Turn-off Delay Time

RL=13Ω from VIN falling edge to

 

 

30

 

μs

VOUT=11.7V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RL=13Ω from VOUT=1.3V to

 

 

See

 

 

dVOUT/dt(on)

Turn-on Voltage Slope

 

 

relative

 

V/μs

VOUT=10.4V

 

 

 

 

 

 

 

diagram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RL=13Ω from VOUT=11.7V to

 

 

See

 

V/μs

dVOUT/dt(off)

Turn-off Voltage Slope

 

 

relative

 

VOUT=1.3V

 

 

 

 

 

 

 

diagram

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LOGIC INPUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min

 

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

VIL

Input Low Level

 

 

 

 

1.25

V

IIL

Low Level Input Current

VIN = 1.25V

1

 

 

 

μA

VIH

Input High Level

 

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

 

 

 

 

3/19

VND810

ELECTRICAL CHARACTERISTICS (continued)

STATUS PIN

Symbol

Parameter

Test Conditions

Min

Typ

Max

Unit

 

 

 

 

 

 

 

VSTAT

Status Low Output Voltage

ISTAT= 1.6 mA

 

 

0.5

V

ILSTAT

Status Leakage Current

Normal Operation; VSTAT= 5V

 

 

10

μA

CSTAT

Status Pin Input

Normal Operation; VSTAT= 5V

 

 

100

pF

Capacitance

 

 

VSCL

Status Clamp Voltage

ISTAT= 1mA

6

6.8

8

V

ISTAT= - 1mA

 

-0.7

 

V

 

 

 

 

PROTECTIONS

Symbol

 

 

Parameter

 

 

 

 

 

 

 

Test Conditions

 

 

 

 

Min

Typ

Max

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TTSD

 

Shut-down Temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

150

175

200

 

 

 

°C

TR

 

Reset Temperature

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

135

 

 

 

 

 

 

 

°C

Thyst

 

Thermal Hysteresis

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

15

 

 

 

 

 

 

°C

tSDL

 

Status Delay in Overload

Tj>TTSD

 

 

 

 

 

 

 

20

 

 

 

μs

 

Conditions

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ilim

 

Current limitation

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.5

5

7.5

 

 

 

A

 

 

 

5.5V<VCC<36V

 

 

 

 

 

 

 

7.5

 

 

 

A

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vdemag

 

Turn-off Output Clamp

 

IOUT=1A; L=6mH

 

 

 

VCC-41

VCC-48

VCC-55

 

 

V

 

Voltage

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OPENLOAD DETECTION

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Symbol

 

 

Parameter

 

 

 

 

 

 

 

Test Conditions

 

 

 

 

Min

Typ

Max

 

Unit

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

IOL

 

Openload ON State

 

 

VIN=5V

 

 

 

20

40

80

 

 

mA

 

Detection Threshold

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tDOL(on)

 

Openload ON State

 

 

IOUT=0A

 

 

 

 

 

 

 

200

 

 

 

μs

 

Detection Delay

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Openload OFF State

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VOL

 

Voltage Detection

 

 

VIN=0V

 

 

 

1.5

2.5

3.5

 

 

 

V

 

 

 

 

 

Threshold

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tDOL(off)

 

Openload Detection Delay

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000

 

 

μs

 

at Turn Off

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OPEN LOAD STATUS TIMING (with external pull-up)

OVERTEMP STATUS TIMING

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

> V

OL

 

 

IOUT < IOL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OUT

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Tj > TTSD

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VINn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VINn

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSTAT n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

VSTAT n

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tSDL

 

 

 

tSDL

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

tDOL(off)

 

 

tDOL(on)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4/19

VND810

Switching time Waveforms

 

VOUTn

 

 

 

 

90%

 

80%

 

 

dVOUT/dt(on)

dVOUT/dt(off)

 

 

10%

 

 

t

VINn

td(on)

t

 

 

d(off)

t

TRUTH TABLE

CONDITIONS

INPUT

OUTPUT

STATUS

Normal Operation

L

L

H

H

H

H

 

 

 

 

 

 

L

L

H

Current Limitation

H

X

(Tj < TTSD) H

 

H

X

(Tj > TTSD) L

Overtemperature

L

L

H

H

L

L

 

 

 

 

 

Undervoltage

L

L

X

H

L

X

 

 

 

 

 

Overvoltage

L

L

H

H

L

H

 

 

 

 

 

Output Voltage > VOL

L

H

L

H

H

H

 

 

 

 

Output Current < IOL

L

L

H

H

H

L

 

 

 

 

5/19

VND810

ELECTRICAL TRANSIENT REQUIREMENTS ON VCC PIN

ISO T/R 7637/1

 

 

 

TEST LEVELS

 

 

 

I

 

II

III

 

IV

Delays and

Test Pulse

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Impedance

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

-25 V

 

-50 V

-75 V

 

-100 V

2 ms 10 Ω

2

 

+25 V

 

+50 V

+75 V

 

+100 V

0.2 ms 10 Ω

3a

-25 V

 

-50 V

-100 V

 

-150 V

0.1 μs 50 Ω

3b

+25 V

 

+50 V

+75 V

 

+100 V

0.1 μs 50 Ω

4

 

-4 V

 

-5 V

-6 V

 

-7 V

100 ms, 0.01 Ω

5

 

+26.5 V

 

+46.5 V

+66.5 V

 

+86.5 V

400 ms, 2 Ω

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ISO T/R 7637/1

 

 

TEST LEVELS RESULTS

 

 

 

Test Pulse

 

I

 

II

 

 

III

 

 

IV

1

 

C

 

C

 

 

C

 

 

C

2

 

C

 

C

 

 

C

 

 

C

3a

C

 

C

 

 

C

 

 

C

3b

C

 

C

 

 

C

 

 

C

4

 

C

 

C

 

 

C

 

 

C

5

 

C

 

E

 

 

E

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

CLASS

 

 

 

CONTENTS

 

 

 

C

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

EOne 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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