根据中汽协发布数据显示，中国新能源汽车2024年产销量突破1280万辆，新能源汽车渗透率达到40.9%，预计2025年新能源汽车渗透率有望超50%，逐步成为主流市场。从续航里程的提升到智能驾驶技术的突破，从电池技术的革新到充电设施的完善，新能源汽车品牌的竞争进入白热化，从价格为王的性价比策略到全民普惠的高性能、高品质、高科技的驾驶体验，ADAS、车载中控、BMS、车身控制模块、融合域控等应用有望加速覆盖更多大众车型，将全面带动车规智能高边驱动芯片（High-side Driver）需求的蓬勃增长。
鸿翼芯独家采用意法半导体VIPower M-07先进垂直工艺，推出业界领先的单晶圆集成方案（非合封多die晶圆解决方案），车规级27mΩ智能高边驱动芯片HEHSS027D，实现完全Pin to Pin对标德国供应商主流高边驱动芯片，且满足同样的软件策略（仅调整部分阈值）。
▷垂直工艺器件结构原理图（资料来源于网络）
VIPower（Vertical Intelligent POWER）以其独特的垂直功率结构（Vertical DMOS），垂直导电通道设计，显著降低导通电阻（RDS(on)），提升功率密度和效率，大幅提升芯片耐高压和大电流导通能力。
HEHSS027D 内部集成了Power MOS+驱动电路+保护与诊断功能，通过在Power MOS内部嵌入温度和电流传感器，可以更准确的监控芯片的温度和与温度，实现精确的限流、过温和过流保护，VIPower工艺大幅提升了芯片的电流采样系数K值的稳定性。
▷VIPower方案与传统合封方案对比
HEHSS027D 实现了领先的单晶圆集成方案，通过P burried layer隔离，将平面工艺和垂直工艺集成在同一个die上，区别于传统国产高边芯片的多die分离集成，可大幅减少寄生电容、电阻影响，提高芯片集成度和可靠性，提高晶圆、封测质量管控的可控性，同时在抗信号干扰（高速信号、电源噪声、EMC等）能力上更优。
▷HEHSS027D 核心功能参数对比
01 产品简介
高边开关也叫高边驱动（HSD），位于电源和负载之间，主要作用是调整功率、驱动负载。其优势在于断开时，负载两端均处于低电位，降低了意外短路的可能性，同时高边驱动可直接在负载路径中检测，电流检测精度更高，但也因此对芯片导通电阻、可靠性、高控制精度等各方面都有着更高要求。一般而言，Rds(on)越小，导通损耗也会越小、效率越高，工作温升则越低，意味着能够提升整车的续航水平。
▷HEHSS027D内部框图结构
鸿翼芯HEHSS027D 双通道智能高边针对车身应用中阻性、感性及卤素灯负载等应用场景, 涵盖了车内饰灯、头尾灯、座椅和方向盘及后视镜加热、电磁阀、门锁、电机等多种应用场景。具备全面的保护和诊断功能, 包括过流保护、过温保护、感性负载关断钳位保护、电池反接和欠压保护、高精度电流检测、过温过流诊断以及输出开路和输出对电池短路诊断等。
02 产品亮点
a） 集成电源防反接保护
HEHSS027D 集成了电源防反接保护, 无需外围增加防反二极管的额外电路成本。在防反电路中，电路内置了NMOS实现单向导通功能，当电源正常接通时，其漏极与源极之间形成导电通道，电路正常工作；而当电源反接时，NMOS则会自动关闭，从而起到保护作用。
▷电源16V供电，反接于VCC-Module_GND（VCC=0V，Module_GND=16V）,观察基于IC_GND的波形，包括VCC,VOUT0,VOUT1,Module_GND
b） 钳位电压Vclamp与反向钳位电压Vdemag保护
鸿翼芯智能高边开关设计Vclamp与Vdemage 钳位保护电路，将VDS电压限制在安全范围内，保护功率 MOS 管免受异常电压的损害。
在感性负载（如电机、电磁阀等）关闭时，由于电感的储能特性，电流无法瞬间中断，会产生振荡电流，振荡电流会拉低OUT端电压。为保护芯片免于损坏，需要Vdemag（VCC-OUT Clamp）反向钳位保护，防止OUT端电压被拉的过低；同时，为防止VCC端电压在特殊情况下冲高，超过耐压极限，还需要正向钳位保护Vclamp（typical 46V），电压钳位功能将电压限制在某一值，实现电感能量正常耗散而不损坏器件。
▷VCC=13V正常带载1.4mH+3Ω，VIN从5V to 0V时波形
c） 可靠的短路限流保护
HEHSS027D 提供了限流保护的快速响应环路, 当有较大的短路过冲电流出现时, 该环路具有更快的响应速度, 能够快速关断高边开关的输出, 从而有效抑制短路时的过冲电流, 保证系统长期安全的运行。
▷在VIN=0V to 5V前将OUT0短接到GND，观察OUT电流
d） 等比例电流反射镜检测
负载电流采用高精度比例电流反射镜检验，电流检测电路ISENSE输出的电流可以通过使用外部检测电阻RSENSE轻松转换为电压VSENSE，从而实现连续的负载监控和异常状态检测。
▷Current Sense 原理
当设备在正常条件下运行（无故障干预）时，VSENSE计算可以使用简单的方程来完成：
* CS输出提供电流：ISENSE = IOUT / K
* RSENSE上的电压：VSENSE = RSENSE · ISENSE = RSENSE · IOUT / K
* K值表示：IOUT / ISENSE，实际输出电流 / 检测电流的系数，用来通过检测电流计算输出电流（间接电流检测）
e）CS引脚报错策略
在汽车应用中，通常会使用 MCU 和智能高边开关进行实时交互，HEHSS027D 通过高边开关的故障状态CS 引脚的输出电压，来判断输出负载的运行状态。SEn引脚的高电平信号输入，可控制CS引脚诊断状态启动；通过SEL0引脚来选择检测对应通道。
▷CS从没有输出到输出故障电压再到反馈正常电流值
在发生过载或在off-state状态下（off-state下可进行short-to-VCC和 open load诊断），故障报错由CS引脚反馈，此时，将CS引脚的电压拉高至“故障”电压源VSENSEH。SEL0引脚可根据每种工作模式定义的多路复用器地址码（multiplexer addressing）的特定配置，定位通道故障状态及触发保护功能。
更多详细信息，请参见产品规格书
HEHSS027D 产品特点
工作电压：4~28V
工作温度：-40℃~125℃
典型Rds（on）值：27 mΩ（IOUT = 3 A; Tj = 25°C）
额定负载能力：5.1A（单通道）
典型限流值：61A
静态电流：0.5μA
支持PWM控制和直流控制两种控制方式
封装：ESSOP-14
符合AEC-Q100标准
CS电流检测诊断功能：
- 模拟反馈：采用高精度比例负载电流反馈
- 过载和短接地诊断
- off状态开载检测
- 输出短接VCC检测
- 采样功能enable/disable
过压钳位
欠压关断
限流
过温关断
快速热瞬态的自限制
专用FaultRST引脚可配置故障锁存或自动启动模式
短路保护
负载开路和负载短电源诊断
静电放电保护
电源防反接保护
送样渠道
HEHSS027D 产品目前可提供样品，如需申请样品或订购，您可邮件至
wanghongzhi@kkchips.com，更多信息敬请关注鸿翼芯官方微信订阅号。
