芯耀
178
最近MPS出了一个四通道、智能型高边驱动开关MPQ77240FS，这个四通道芯片我们也是等了很久，终于量产了。
搞汽车控制器，避免不了要用到HSD芯片，啥是HSD？也就是High-Side Driver，高边驱动芯片，HSD是一种特殊的功率开关芯片，它位于电源线比如汽车的+12V电池正极，和负载之间，通过控制电源的接通与断开来驱动汽车上的各种负载。它集成了一个或多个功率NMOSFET以及复杂的保护、诊断和控制逻辑电路。无论是HSD手册推荐电路，抑或是我们平时在设计HSD外围电路时，都会在芯片的输出端放置一个100nF电容，那这个电容有什么用？容值又是如何选择的呢？
接下来我们以MPQ77240FS-AEC1为例，来讲讲这个问题，MPQ77240FS是一款由MPS设计制造的四通道、智能型高边驱动开关，专为汽车应用设计，并已获得AEC-Q100认证。其内部的采用了Back-to-Back MOSFET配置使其能够耐受高达26V的对电源短路测试电压，很多人对这个对电源短路测试有点误解，HSD输出对电源短路有什么问题呢？HSD的电源是12V，输出对电源12V短路了，那顶多没电流流过呀，大错特错！
ISO16750标准中定义的对电源短路测试是将DUT的所有相关输入和输出（信号线和负载电路）按顺序连接到Usmax并接地，持续时间为60秒±10%，比如如果此时DUT电源供电电压是12V，对于12V系统Usmax是16V，那么在做短路测试时，HSD输出口就接到了16V，这个时候12V和16V的压差是4V，这个压差越大，短路电流就越大，MPS靠的就是背靠背MOS架构能把短路电压做到26V。
言归正传，如果我们打开MPQ77240FS-AEC1的datasheet往下滑到外围电路设计这，会发现每个输出端口都放了一个100nF的电容。
之前的文章我们讲解过，IC遇到ESD事件有一定的自保能力，但是这个自保能力只是针对HBM，CDM这种比较弱的ESD事件，一旦遇上IEC当IC遭受外部ESD事件时，比如ISO10605这种比较强的ESD事件，IC那绝对是一打一个撒手人寰。
在ESD事件发生时，HSD输出端的外部的ESD电容会吸收一部分能量，剩余的能量会由IC内部的ESD防护模块吸收。
使用电容进行ESD防护的理论基础是电荷守恒定律。我们可以把静电源理解成一个储存了大量电荷的电容，当IC和储存了电荷且电压较高电容并联时，过高的电压会击穿IC，但是如果我们在IC之前再加一个保护电容，由于电容电压不能突变，储存了电荷且电压较高电容就会先向保护电容放电，那么会放多少电呢？这里就用到电荷守恒定律了。
以上图为例，Cx电容两端的电压就等于：
我们以IEC61000-4-2源电容为150pF为例， Co=150pF，Cx=100nF，ESD放电峰值电压8KV，那么Vx电压约等于80V，这就意味着在端口放置100nF的电容能将8kV的静电电压削减到80V左右，80V的ESD事件对芯片来说那不是手拿把掐的。
通过计算来说，咱们发现100nF的电容够用了，但是有人会想，我想把电压降得更低，放的更大的电容行不行呢？有这个想法的那你可要小心了，这个电容是放在了HSD的输出端，当HSD开关导通时，它必须在极短时间内对CLOAD充电，产生一个浪涌电流，电容充电瞬间那可是相当于短路的，容值越大，浪涌电流那可就越大，浪涌电流峰值主要由 HSD 的 RDS(ON）限制，可能触发过流保护（OCP）或过温保护，导致芯片非正常关断哦！所以这个电容那可不是越大越好哦！
话说回来这颗芯片我盯了好久，终于量产了。
