ST(意法半导体)：门模块控制芯片L99DZxx系列介绍

本文ST(意法半导体)为大家介绍门控解决方案L99DZxx系列。

1、门控产品总览

随着汽车电子化和智能化程度的不断提高，汽车门模块中负载的种类和数量不断增加，对新功能的需求也在相应增加。常见的车门应用需求包括车窗升降、车门锁解锁闭锁、门灯开关、后视镜折叠展开、后视镜角度调节、后视镜加热及防眩目，除此之外还有电源管理、通讯的需求。

深耕门控领域二十余年，ST通过与国内外主流Tier1车厂及主机厂的深度合作和探讨，开发出一代又一代深受业界好评和信赖的集成式门模块控制芯片，并通过不断创新一直引领着门控芯片的发展。集成电源和通信模块的L99DZ100系列、L99DZ200系列以及最新一代的L99DZ300系列产品。

L99DZ100和L99DZ200是ST目前主打的两款门模块产品。ST一直孜孜不倦致力于新产品的开发，现基于最新BCD9工艺开发出最新一代L99DZ3x系列产品，其中最重要的一员就是L99L99DZ300G。

L99DZ100提供两路LDO，可供MCU、CAN收发器或其他负载使用;一路H桥预驱，外加4颗MOS组成H桥，可用来驱动车窗升降电机或者其他大电流直流电机;6路集成半桥，可用来驱动门锁，后视镜折叠，后视镜XY调节，或者其他负载;10路高边，用来驱动灯;一路后视镜加热预驱，一路后视镜防眩目预驱，以及内置一个CAN收发器和一个LIN收发器。

L99DZ300是最新产品，针对市场需求做了改善。L99DZ300的LDO2支持tracker功能，集成半桥提供PWM驱动，可以更灵活地应对应用需求，普通的CAN收发器升级为向下兼容的CAN FD。

针对分布式架构需求，可以使用一颗L99DZ300或者DZ100覆盖前门的需求，以及一颗DZ320或者DZ120覆盖后门的负载需求。

相比L99DZ100/300，L99DZ200集成了两路H桥预驱，其他资源方面没有太大变化。

对于区域架构，L99DZ200的两路H桥预驱，可以分别驱动前后门车窗升降，以及覆盖左右域中门上的负载要求，此外，还可以使用一颗L99DZ200用于尾域，L99DZ200的两路H桥预驱可以驱动后尾门两侧的电动撑杆。根据实际需求，L99DZ100或L99DZ300也可应用在域控项目中。

2、L99DZ300G关键特性

在输出部分，L99DZ300提供两路LDO，可以用作给MCU或者外部传感器供电;6路集成半桥，不需要外加MOSFET，可以灵活地组成全桥，驱动后视镜折叠，后视镜XY方向的调节以及驱动汽车门锁解锁闭锁;1路H桥预驱;10路高边驱动各种照明灯，氛围灯，也可以作为唤醒源，为唤醒电路供电;一路后视镜加热驱动，一路后视镜防眩目驱动。

L99DZ300内置两路LDO，LDO1可用来给MCU以及CAN模块供电，LDO2可以设置为一个独立的LDO，当LDO2为传感器供电的时候，也可以通过SPI配成tracker的模式，追踪LDO1电压。

L99DZ300提供了6路集成式半桥，其高边和低边可以分别单独控制，进一步提高了灵活性。针对电机调速需求，半桥1、4、5、6的低边支持PWM调节。每一路半桥输出都有一个过流保护阈值，其中HB1、HB5、HB6这三路的过流门限有三档可以配置。其他保护诊断功能还包括VS/VSREG过压/欠压、过温、过流/短路、开路、电流监测等。

L99DZ300提供10路高边输出，高边输出模式可以基于：内置10个PWM发生器，内置两个timer，或者两个输入pin DIR1和DIR2。在诊断和保护方面，高边同样提供过压保护、过温保护、过流保护、开路诊断、电流监测。

L99DZ300部分高边和半桥集成了软起动功能。当启动电流超过过流阈值时，可根据提前设置好的开启时间以及周期，周期性地的打开关闭对应的半桥或者高边输出，以达到为负载预充的目的。对于L99DZ300的所有集成半桥输出，相比OC门限，每个半桥输出还有一档更高的SC短路保护门限，当输出发生类似短接到地时，更高的电流会使发生故障的输出更快速关断，以达到保护芯片的目的。

高边还支持CCM功能，允许高边在打开的时候，以100mA的横流模式预先给负载充电20ms，以减少过大的inrush电流。

L99DZ300的H桥预驱模块支持PWM控制和方向控制，两个专用输入pin-PWMH和DIRH控制H桥的输出频率和电机旋转方向。用户可以通过SPI配置灵活配置续流方式;支持750ns~4000ns的死区时间保护。

保护和诊断方面，OFF状态下，可监测是否发生对地、对电源短路以及open load。ON状态下，可监测外部MOS的Drain-Source管压降。

L99DZ300集成一路后视镜加热驱动电路，通过控制外部MOS的开关以控制加热器工作。OFF状态下，可以监测电流大小来判断有没有发生open load。ON状态下，可通过监测外部MOS的VDS来判断系统有没有发生短路。

L99DZ300后视镜防眩目驱动模块通过一个闭环回路控制外置MOS工作在线性区，通过SPI配置，使EC模块的输出稳定在1.2V或1.5V之下。EC模块的驱动由HS10供电，MCU通过写入L99DZ300控制寄存器，控制EC内置的6位数字模拟转换器DAC，达到动态调节输出电压的目的。在保护和诊断方面，继承了高边的OL诊断以及过流保护，还有低于高于目标电压的状态反馈。

L99DZ300有四个状态，分别是active mode正常工作模式，Debug软件调试模式，V1休眠模式，Vbat深度休眠模式。在两种休眠模式下DZ300的静态电流消耗可以极大地降低。

唤醒模式包括LIN唤醒和CAN唤醒，以及两个唤醒输入口支持动态唤醒和静态唤醒两种配置。

从休眠模式唤醒之后，L99DZ300会开启一个大概300ms的长窗口期，MCU运行完初始化程序之后，需要在窗口时间内通过SPI写入的方式定时喂狗。在V1下，喂狗与否取决于用户的配置;在Vabt下，则完全不需要喂狗。

L99DZ300的功率部分被划分为一共8个簇，每个簇为L99DZ300提供了更细致的温度监测和保护功能。

Fail safe是L99DZ300一个独立的错误处理机制，当发生故障时，会立刻进入保护状态，以免对系统或者负载发生不可预知的损害。

三、支持工具包

为了加速开发进程以及熟悉芯片功能，我们可以提供一系列的开发板以及示例代码供参考，包括L99DZ100/200/300一系列Demo板，以及用来控制子板的MCU母板，通过运行在PC端的GUI，将编辑好的指令通过UART发送到MCU，MCU再通过SPI控制子板。

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