摘要
MPQ5850 是一款带反极性保护功能的 36V 智能二极管控制器，专为汽车应用而设计。
该器件可实现高达 100kHz 的交流频率整流，例如，为有缺陷的汽车交流发电机或直流开关电源提供整流交流电压。
在开关应用（例如 O-ring）中，MPQ5850 可用于防止负电流流过电源单元或电池。
MPQ5850 采用稳压 N 沟道 MOSFET 替代功率二极管或非稳压 P 沟道 MOSFET 实现了整流器解决方案，而且替代其中任一种元件都可降低功耗和温度。
简介
MPQ5850 可驱动一个外部 N 沟道 MOSFET，并将其转换为具有 20mV 正向压降的有源二极管。本应用说明将给出具体应用示例，如 LV124 交流整流、ISO 脉冲和电压源的并联连接（例如 O-ring）。
MPQ5850 应用
MPQ5850 的具体应用如下：
- 汽车系统保护，反极性保护
- 汽车系统，LV124 和 ISO 脉冲
- 汽车高级驾驶辅助系统 (ADAS)、摄像头
- 汽车信息娱乐系统，包括数字仪表盘和抬头显示
- 电池供电系统
- O-Rings
EVQ5850-J-00A 评估板
EVQ5850-J-00A 是用于展示 MPQ5850 功能的评估板。通过该评估板可以测试大量电路。其布局支持输入和输出端的 EMC 滤波器测试。
评估板布局
图 1 显示了配有 TVS 二极管、可选 EMC 输入滤波器和可选 EMC 输出滤波器的评估板，可同时适用于不同的 MOSFET 封装。
图1: EVQ5850-J-00A (4层PCB)
基本汽车测量
图 2 显示了用于 LV124 和 ISO 脉冲测量的典型应用电路。该电路适用于广泛的应用。
图 2：用于 LV124 和 ISO 脉冲测量的 MPQ5850 汽车测试应用 (1) (2)
注：
- 图 2 中的 C1、C3、D1 和 LCOUT 值可以自定义。其中，C1 最小为 10nF；较大的 C1 值可提高源电压 (VSOURCE) 的稳定性；该值的选择应满足应用的 EMC 要求。
- C3 电容可选。C3 可抑制 VSOURCE 和漏极电压 (VDRAIN) 之间的 EMC 瞬变。MPQ5850 由 VDRAIN 内部供电。C3 可低于 4.7µF。
LV124 测量
LV124 是德国汽车制造商共同制定的质量与可靠性测试标准，适用于 12V 电气系统中的汽车电子元件测试。
LV124 测量采用 Ametek 200Q 系列压降模拟器 (VDS 200Q) 和带阻抗 (Z) 的 180cm 线束进行。每条电源线都具有阻抗 (Z)。利用阻抗 LCR 表测量电感 (L) 和电阻 (R)，然后通过公式 (1) 可计算阻抗 (Z)：
Z=L(µH)+R(mΩ)�=�(µ�)+�(�Ω)
其中 L 为 1.1µH, R 为 17.5mΩ, 线束长度为 180cm。
ISO 7637-2 脉冲测量
ISO 7637-2 标准定义了特定的测试方法和程序，以确保元件的传导电瞬变与安装该元件的乘用车和商用车（具有 12V 或 24V 电气系统）兼容。
脉冲测量采用 Ametek 200N 系列超紧凑型模拟器 (UCS 200N)、200N 系列负载突降发生器 (LD200N)、带阻抗 (Z) 的 50cm 线束以及细实验室电缆进行。阻抗 (Z) 可通过公式 (1) 计算。其中 L 为 0.5µH，R 为 15mΩ，线束长度为 50cm。
选择适当的 LCOUT 滤波器以获取所需的保持时间，并选择合适的 D1 以获得所需的脉冲强度。
不使用可选 LCOUT
C4 电容应 ≥220µF；建议 C4 ≥470µF。
控制模式
MPQ5850 有两种控制模式：模式 A 和模式 B。MOSFET 源漏电压（VSOURCE_DRAIN）可以用公式（2）来计算：
VSOURCE_DRAIN=IDRAIN×R(DS)ON�������_�����=������×�(��)��
其中 IDRAIN 是漏极电流，R(DS)ON 是导通电阻。
在模式 A 中，VSOURCE_DRAIN 处于稳压状态 (20mV)，MOSFET 在模拟范围内运行。将 R(DS)ON 设置为高于最小 R(DS)ON 的值。MPQ5850 将控制环路调节 R(DS)ON 以获得恒定的 20mV VSOURCE_DRAIN。
在模式 B 中，VSOURCE_DRAIN 处于非稳态 (>20mV)，栅源电压 (VGATE_SOURCE) 完全导通 MOSFET。将 R(DS)ON 设置为最小 R(DS)ON 值。MPQ5850 能够将 VGATE_SOURCE 驱动至最大电压 (12V)。
MPQ5850 在模式 A 和模式 B 之间自动转换。
如果额定电流较低，MPQ5850 以模式 A 运行；反之，如果额定电流较高，则以模式 B 运行。
根据所需的 R(DS)ON 和功耗选择适当的 MOSFET。MPQ5850 可以驱动常见尺寸的 N 沟道 MOSFET，包括标准和逻辑电平 MOSFET。
模式 A (VSOURCE_DRAIN 处于稳态)
图 3 显示了模式 A 下的测量结果。VGATE_SOURCE 为 9.935V，低于最大 VGATE_SOURCE (12V)。 MOSFET 未达到最小 RDS(ON)。VSOURCE_DRAIN 通过数字万用表测量。
SOURCE_DRAIN = 20mV, ILOAD = 7A)
模式 B (VSOUCE_DRAIN 处于非稳态)
图 4 显示了模式 B 下的测量结果。VGATE_SOURCE 为 12.21V，超过最大 VGATE_SOURCE (12V)。MOSFET 已达到最小 RDS(ON)。VSOURCE_DRAIN 通过数字万用表测量。
图4：模式 B (VSOURCE_DRAIN = 54mV, ILOAD = 12A)
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