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L9308 ,DUAL LOW SIDE DRIVERL9308DUAL LOW SIDE DRIVER. DARLINGTON OUTPUT STAGE. INPUT COMPARATOR WITH WIDE RANGECOMMON MODE OPE ..
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LC72725M ,CMOS LSI
LC72725NV ,CMOS LSI
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L9177
Specific Functions, Engine Control Ics
November 2013 DocID17617 Rev 1 1/49
L9177Peripheral on chip for low end engine control
Datasheet - production data
Features Supply voltage from 6 V to 18 V Basic functionality guaranteed down to 3.9 V 5 V regulator up to 300 mA with thermal
shutdown protection in current limitation
condition 5 V tracking regulator up to 40 mA and short to
battery protection 5 V standby regulator up to 2.5 mA 2 channels injectors drivers Parallel and serial driving Output internally clamped to 60 V Minimum overcurrent at 2.8 A Ron 0.6 Ω worst case (at Tj = 150 °C) 3 relay drivers 2 with parallel and serial driving, 1 with
serial driving Output internally clamped to 45 V Minimum guaranteed output current 1 A Ron 1.5 Ω worst case (at Tj = 150 °C) Tachometer driver Parallel and serial driving Minimum guaranteed output current 25 mA Ron 5 Ω worst case (at Tj = 150 °C) Lamp driver Serial driving Output internally clamped to 45 V Minimum guaranteed output current 1 A
(2 A during in-rush) Ron 1.5 Ω worst case (at Tj = 150 °C) Stepper motor driver Parallel driving Minimum guaranteed output current
500 mA - full step Ron 2.6 Ω worst case on the diagonal
(at Tj = 150 °C) O2 sensor heater Parallel and serial driving Output internally clamped to 45 V Minimum guaranteed output current 3 A Ron 0.5 Ω worst case (at Tj = 150 °C) Protected high side driver 100 mA min. current limitation threshold Full diagnosis by SPI Injector driver: OL, STG, OC Relay and Lamp drivers: OL, STG, OC O2 sensor heater: OL, STG, OC Tachometer: OL, STG, OC Stepper motor driver: OL, STG, STB, OC general diagnostic: over-temperature Protection for STB, STG (for stepper motor
drivers and tracking regulator) Self configuring variable reluctance sensor
interface K-line transceiver Microcontroller reset logic Packaged in PowerSO46
Table 1. Device summary
Order code Package PackingL9177 PowerSO46 Tube
L9177TR Tape and reel
Contents L91772/49 DocID17617 Rev 1
Contents Description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Block diagram and pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72.1 Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 Pin description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103.1 Operating range . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.3 Latch-up test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.4 Temperature ranges and thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.5 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3.5.1 Supply . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
3.5.2 Key . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
3.5.3 Digital pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.5.4 Digital output pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.5.5 5 V voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
3.5.6 Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
3.5.7 5 V tracking voltage regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
3.5.8 Standby regulator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
3.5.9 High side switch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.5.10 Injector driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
3.5.11 Relay drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.5.12 Lamp driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
3.5.13 Tachometer driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.5.14 Stepper motor driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
3.5.15 O2 sensor heater driver . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
3.5.16 Variable reluctance sensor interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
3.5.17 K-line . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
3.5.18 SPI interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Functional description . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.1 Chip working conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
4.2 Chip bias current generation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
DocID17617 Rev 1 3/49
L9177 Contents4.3 Power up/down sequences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
4.4 SPI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.4.1 Data in (DIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
4.4.2 Data out . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
4.5 Diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.5.1 Voltage regulators thermal warning and shutdown . . . . . . . . . . . . . . . .33
4.5.2 Overvoltage shut down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
4.5.3 Undervoltage shut down . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
4.5.4 Low side on/off diagnosis (INJ, RLY's, TACH, O2H) . . . . . . . . . . . . . . .34
4.5.5 Lamp driver on/off diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
4.5.6 Stepper motor driver off diagnosis (EN signal high and output in high
impedance state) 36
4.5.7 Stepper motor driver on diagnosis (EN signal Low and output driven by
input commands) 36
4.5.8 VRS diagnosis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
4.6 VRS interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.6.1 Function characteristic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
4.6.2 Auto-adaptative hysteresis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
4.6.3 Auto-adaptative time filter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Low side drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 Application circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456.1 Bill of material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Package information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
List of tables L9177
4/49 DocID17617 Rev 1
List of tables
Table 1. Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
Table 2. Pin function. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Table 3. Operating conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Table 4. Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Table 5. ESD protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Table 6. Temperature ranges and thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Table 7. Supply electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12
Table 8. Key electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Table 9. Digital pins characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Table 10. Digital output pins characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Table 11. VDD output electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14
Table 12. Reset function electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Table 13. VDD_TRK output electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Table 14. VDD_SB output electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Table 15. HS_OUT output electrical characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Table 16. Injector driver electrical characteristic. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Table 17. Relay driver characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Table 18. Lamp driver characteristics. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
Table 19. Tachometer driver electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Table 20. Stepper motor driver electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Table 21. O2 sensor heater driver characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Table 22. Variable reluctance sensor interface electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
Table 23. K-Line interface electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Table 24. SPI characteristics and timings. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Table 25. L9177 outputs working conditions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
Table 26. Data in (DIN) words content . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Table 27. Data in command bits structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Table 28. Data in VRS hysteresis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Table 29. Data out (DOUT) words content . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table 30. Two bits diagnosis (normal drivers) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table 31. Three bits diagnosis (bridge stage). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
Table 32. Peak voltage detector precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Table 33. Hysteresis threshold precision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Table 34. Values for IPx and INx current generators for each low side . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Table 35. Bill of material . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .46
Table 36. Document revision history. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
DocID17617 Rev 1 5/49
L9177 List of figures
List of figures
Figure 1. Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7
Figure 2. Pin connection (top view) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8
Figure 3. Input threshold . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Figure 4. Key block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Figure 5. 5 V main regulator block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Figure 6. Reset . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Figure 7. 5 V tracking regulator block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Figure 8. 5 V standby regulator block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Figure 9. High-side driver block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Figure 10. Low-side driver block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Figure 11. Low-side timing diagram (injectors, relays, lamp, tach, O2H). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Figure 12. Stepper motor driver block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Figure 13. Stepper motor operations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23
Figure 14. VRS block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
Figure 15. K-line block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
Figure 16. -SO loading for disable time measurement. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Figure 17. SPI timing diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
Figure 18. Current generator block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29
Figure 19. Power-up sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Figure 20. Power-down sequence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .30
Figure 21. L9177 under and over voltage time diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Figure 22. Low side driver diagnosis time diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
Figure 23. Low side driver diagnosis I-V relationship. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Figure 24. Lamp driver diagnosis time diagram. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Figure 25. Stepper motor driver diagnosis time diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Figure 26. Stepper motor driver diagnosis I-V relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .37
Figure 27. VRS diagnosis I-V relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Figure 28. VRS typical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Figure 29. VRS interface structure. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38
Figure 30. Auto-adaptive hysteresis block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Figure 31. Hysteresis output voltage level . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39
Figure 32. Input-output behavior of VRS interface. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40
Figure 33. Auto-adaptative time filter behaviour 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Figure 34. Auto-adaptative time filter behaviour 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Figure 35. Low side drivers slew rate implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Figure 36. Low side drivers slew rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .43
Figure 37. O2H low side driver slew rate. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
Figure 38. Application circuit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
Figure 39. PowerSO46 mechanical data and package dimensions. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
