BTS50020-1TAD
Smart Hig h-Side Power Switch
1
Features
•
•
•
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•
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•
•
Overview
One channel device
Low Stand-by current
3.3 V to
V
S
level capable input pin
Electrostatic discharge protection (ESD)
Optimized Electromagnetic Compatibility (EMC)
Logic ground independent from load ground
Very low leakage current at OUT pin
Compatible to cranking pulse requirement (test pulse 4 of ISO 7637 and cold start pulse in LV124)
Embedded diagnostic functions
Embedded protection functions
Green Product (RoHS compliant)
AEC Qualified
Applications
•
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•
•
Suitable for resistive, inductive and capacitive loads
Replaces electromechanical relays, fuses and discrete circuits
Most suitable for applications with high current loads, such as heating system, main switch for power
distribution, start-stop power supply switch
PWM applications with low frequencies
Description
The BTS50020-1TAD is a 2.0 mΩ single channel Smart High-Side Power Switch, embedded in a PG-TO-263-7-
10 package, providing protective functions and diagnosis. It contains Infineon
®
ReverSave™ functionality. The
power transistor is built by a N-channel power MOSFET with charge pump. It is specially designed to drive high
current loads up to 60 A, for applications like switched battery couplings, power distribution switches,
heaters, glow plugs, in the harsh automotive environment.
Data Sheet
www.infineon.com/power
1
Rev. 1.1
2017-03-28
BTS50020-1TAD
Smart High-Side Power Switch
Overview
Table 1
Parameter
Product Summary
Symbol Values
V
S(OP)
V
S(DYN)
R
DS(ON)
I
L(NOM)
dk
ILIS
I
CL(0)
-V
S(REV)
8 V … 18 V
3.2 V … 28 V
4 mΩ
29 A
40800
100 A
18 µA
16 V
Operating voltage range
Extended supply voltage including dynamic undervoltage capability
Maximum ON-state resistance (T
J
= 150°C)
Minimum nominal load current (T
A
= 85°C)
Typical current sense differential ratio
Minimum short circuit current threshold
Maximum reverse battery voltage (T
A
= 25°C for 2 min)
Embedded Diagnostic Functions
•
•
•
Proportional load current sense
Short circuit / Overtemperature detection
Latched status signal after short circuit or overtemperature detection
Maximum stand-by current for the whole device with load (T
A
=
T
J
= 85°C)
I
VS (OFF)
Embedded Protection Functions
•
•
•
•
•
•
•
•
Infineon
®
ReverSave™: Reverse battery protection by self turn ON of power MOSFET
Infineon
®
Inversave: Inverse operation robustness capability
Secure load turn-OFF while device loss of GND connection
Overtemperature protection with latch
Short circuit protection with latch
Overvoltage protection with external components
Enhanced short circuit operation
Infineon
®
SMART CLAMPING
Package
PG-TO-263-7-10
Marking
S50020D
Type
BTS50020-1TAD
Data Sheet
2
Rev. 1.1
2017-03-28
BTS50020-1TAD
Smart High-Side Power Switch
Table of Contents
1
Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
Table of Contents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2
3
3.1
3.2
3.3
4
4.1
4.2
4.3
5
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.3.1
5.1.3.2
5.1.4
5.1.5
5.1.6
5.1.7
5.2
5.2.1
5.2.2
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
5.3.6
5.3.6.1
5.3.6.2
5.3.6.3
5.3.7
5.4
5.4.1
5.4.2
5.4.3
5.4.3.1
5.4.3.2
Data Sheet
Block Diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Pin Configuration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pin Assignment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Pin Definitions and Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Voltage and Current Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
General Product Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Functional Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Thermal Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Functional Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Power Stage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Output ON-State Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Switching Resistive Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Switching Inductive Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Output Clamping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Maximum Load Inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Switching Active Loads . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Inverse Current Capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PWM Switching . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Advanced switch-off behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Input Pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Input Circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Input Pin Voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protection Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Loss of Ground Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Protection during Loss of Load or Loss of
V
S
Condition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Undervoltage Behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Overvoltage Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Reverse Polarity Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Overload Protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Activation of the Switch into Short Circuit (Short Circuit Type 1) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Short Circuit Appearance when the Device is already ON (Short Circuit Type 2) . . . . . . . . . . . .
Influence of the battery wire inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Temperature Limitation in the Power DMOS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Diagnostic Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
IS Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SENSE Signal in Different Operation Modes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SENSE Signal in the Nominal Current Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SENSE Signal Variation and Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
SENSE Signal Timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
8
8
8
9
10
10
14
15
16
16
16
16
16
16
17
18
19
20
20
21
21
21
21
22
22
24
25
25
26
26
26
26
28
29
29
30
30
31
34
Rev. 1.1
2017-03-28
BTS50020-1TAD
Smart High-Side Power Switch
5.4.3.3
5.4.3.4
6
6.1
6.2
7
7.1
8
9
SENSE Signal in Case of Short Circuit to
V
S
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
SENSE Signal in Case of Over Load . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Electrical Characteristics BTS50020-1TAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Electrical Characteristics Table . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Typical Performance Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Further Application Information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Package Outlines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Revision History . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Data Sheet
4
Rev. 1.1
2017-03-28
BTS50020-1TAD
Smart High-Side Power Switch
List of Tables
Table 1
Table 2
Table 3
Table 4
Table 5
Table 6
Table 7
Product Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
Absolute Maximum Ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Functional Range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Thermal Resistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Sense Signal, Function of Operation Mode . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Electrical Characteristics: BTS50020-1TAD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Bill of material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
Data Sheet
5
Rev. 1.1
2017-03-28
京公网安备 11010802033920号
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