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VND5E004A30TR-E

器件型号:VND5E004A30TR-E
器件类别:半导体    其他集成电路(IC)   
文件大小:9605.63KB,共7页
厂商名称:STMICROELECTRONICS
厂商官网:http://www.st.com/
标准:  
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器件描述

power switch ics - power distribution aed Vipower multi power SO 30

参数

Manufacturer: STMicroelectronics
Product Category: Power Switch ICs - Power Distribution
RoHS: Yes
Brand: STMicroelectronics
Packaging: Reel
Series: VND5E004A30-E
Factory Pack Quantity: 1000

VND5E004A30TR-E器件文档内容

                                      VND5E004A-E
                              VND5E004ASP30-E

Double 4m high-side driver with analog current sense
                                     for automotive applications

                                                                 Datasheet - production data

                     PQFN - 12x12 Power lead-less  MultiPowerSO-30   Overtemperature shutdown with auto
                                                                        restart (thermal shutdown)
Features
                                                                     Inrush current active management by
                                                                        power limitation

                                                                     Reverse battery protection with self switch
                                                                        on of the Power MOSFET

                                                                     Electrostatic discharge protection

Max transient supply voltage                       VCC    41 V      Applications

Operating voltage range                            VCC 4.5 to 28 V   All types of resistive, inductive and capacitive
                                                                        loads
Max on-state resistance (per ch.) RON 4 m
                                                                     Suitable for power management applications
Current limitation (typ)                           ILIMH   90 A
Off-state supply current                             IS   2 A(1)   Description

1. Typical value with all loads connected                           The VND5E004A-E and VND5E004ASP30-E are
                                                                    double channel high-side drivers manufactured
General                                                           using ST proprietary VIPower M0-5 technology
    Very low standby current                                      and housed in PQFN-12x12 power lead-less and
                                                                    MultiPowerSO-30 packages. The devices are
    3.0 V CMOS compatible inputs                                  designed to drive 12 V automotive grounded
                                                                    loads, and to provide protection and diagnostics.
    Optimized electromagnetic emissions                           They also implement a 3 V and 5 V
                                                                    CMOS-compatible interface for use with any
    Very low electromagnetic susceptibility                       microcontroller.

    Compliant with European directive                             The devices integrate advanced protective
        2002/95/EC                                                  functions such as load current limitation, inrush
                                                                    and overload active management by power
    Very low current sense leakage                                limitation, overtemperature shut-off with auto-
                                                                    restart and overvoltage active clamp. A dedicated
Diagnostic functions                                              analog current sense pin is associated with every
    Proportional load current sense                               output channel providing enhanced diagnostic
                                                                    functions including fast detection of overload and
    High current sense precision for wide                         short-circuit to ground through power limitation
        currents range                                              indication, overtemperature indication, short-
                                                                    circuit to VCC diagnosis and on-state and off-state
    Diagnostic enable pin                                         open-load detection. The current sensing and
    Off-state open-load detection                                 diagnostic feedback of the whole device can be
    Output short to VCC detection                                 disabled by pulling the DE pin low to share the
    Overload and short to ground (power                           external sense resistor with similar devices.

        limitation) indication
    Thermal shutdown indication
Protection
    Undervoltage shutdown

    Overvoltage clamp

    Load current limitation
    Self limiting of fast thermal transients

    Protection against loss of ground and loss
        of VCC

October 2013                                                        DocID17359 Rev 4        1/44

This is information on a product in full production.                                  www.st.com
Contents                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

Contents

1     Block diagram and pin configurations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

2     Electrical specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

      2.1 Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

      2.2 Thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

      2.3 Electrical characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

      2.4 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

      2.5 Electrical characteristics curves . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3     Application information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

      3.1 MCU I/Os protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

      3.2 Load dump protection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

      3.3 Current sense and diagnostic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

          3.3.1 Short to VCC and off-state open-load detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

      3.4 Maximum demagnetization energy (VCC = 13.5V) . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

4     Package and PC board thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

      4.1 MultiPowerSO-30 thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

      4.2 PQFN - 12x12 power lead-less thermal data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

5     Package and packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

      5.1 ECOPACK packages . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

      5.2 MultiPowerSO-30 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

      5.3 PQFN - 12x12 power lead-less mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

      5.4 MultiPowerSO-30 packing information . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

      5.5 PQFN - 12x12 power lead-less packing information . . . . . . . . . . . . . . . . 39

6     Order codes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

7     Revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

2/44      DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    List of tables

List of tables

Table 1.   Pin functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Table 2.   Suggested connections for unused and not connected pins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Table 3.   Absolute maximum ratings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Table 4.   Thermal data. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Table 5.   Power section . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Table 6.   Switching (VCC = 13 V; Tj = 25 C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 7.   Logic inputs. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
Table 8.   Protections and diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Table 9.   Current sense (8 V < VCC < 18 V) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
Table 10.  Open-load detection (8 V < VCC < 18 V; VDE = 5 V). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
Table 11.  Truth table. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Table 12.  Electrical transient requirements (part 1/3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 13.  Electrical transient requirements (part 2/3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 14.  Electrical transient requirements (part 3/3) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Table 15.  Thermal parameters for MultiPowerSO-30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Table 16.  Thermal parameters for PQFN - 12x12 power lead-less . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
Table 17.  MultiPowerSO-30 mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Table 18.  PQFN - 12x12 power lead-less mechanical data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Table 19.  Device summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Table 20.  Document revision history . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43

                              DocID17359 Rev 4  3/44

                                                                 3
List of figures                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

List of figures

Figure 1.   Block diagram . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Figure 2.   Configuration diagram (not in scale) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
Figure 3.   Current and voltage conventions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
Figure 4.   Current sense delay characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figure 5.   Open-load off-state delay timing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
Figure 6.   Switching characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Figure 7.   Delay response time between rising edge of output current and rising edge of current sense
            (CS enabled) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
Figure 8.   Output voltage drop limitation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Figure 9.   IOUT/ISENSE vs IOUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
Figure 10.  Maximum current sense ratio drift vs load current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Figure 11.  Normal operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Figure 12.  Overload or short to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
Figure 13.  Intermittent overload . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Figure 14.  Off-state open-load with external circuitry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Figure 15.  Short to VCC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Figure 16.  TJ evolution in overload or short to GND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
Figure 17.  Off-state output current. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 18.  High level input current . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 19.  Input clamp voltage. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 20.  Input low level voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 21.  Input high level voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 22.  Input hysteresis voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Figure 23.  On-state resistance vs Tcase. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 24.  On-state resistance vs VCC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 25.  Undervoltage shutdown . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 26.  Turn-on voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 27.  ILIMH vs Tcase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 28.  Turn-off voltage slope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Figure 29.  DE high level voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 30.  DE clamp voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 31.  DE low level voltage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Figure 32.  Application schematic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Figure 33.  Current sense and diagnostics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Figure 34.  Maximum turn-off current versus inductance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
Figure 35.  MultiPowerSO-30 PC board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Figure 36.  Rthj-amb vs PCB copper area in open box free air condition (one channel ON) . . . . . . . . 28
Figure 37.  MultiPowerSO-30 thermal impedance junction ambient single pulse (one channel ON) . . 29
Figure 38.  Thermal fitting model of a double channel HSD in MultiPowerSO-30 . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Figure 39.  12x12 Power lead-less package PC board. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Figure 40.  Rthj-amb vs PCB copper area in open box free air condition (one channel ON) . . . . . . . . 31
Figure 41.  PQFN - 12x12 power lead-less package thermal impedance junction ambient single pulse
            (one channel ON) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Figure 42.  Thermal fitting model of a double channel HSD in PQFN - 12x12 power lead-less . . . . . 32
Figure 43.  MultiPowerSO-30 outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
Figure 44.  PQFN - 12x12 power lead-less outline . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
Figure 45.  MultiPowerSO-30 tube shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Figure 46.  MultiPowerSO-30 tape and reel shipment (suffix "TR") . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

4/44             DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    List of figures

Figure 47. PQFN - 12x12 power lead-less tray shipment (no suffix) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Figure 48. PQFN - 12x12 power lead-less tape and reel shipment (suffix "TR") . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

                              DocID17359 Rev 4  5/44

                                                                 5
Block diagram and pin configurations                                      VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

1     Block diagram and pin configurations

                                               Figure 1. Block diagram

                 6LJQDO&ODPS          &RQWURO 'LDJQRVWLF                   5HYHUVH            9&&
                        8QGHUYROWDJH                                        %DWWHU\     &+
                                                                          3URW HFW LRQ
      ,1                                                                                                   &+
      ,1                              &RQWURO 'LDJQRVWLF      3RZHU
                                                              &ODPS
      '(
      &6                              '5,9(5    &XUUHQW           921
      &6                                       /LPLWDWLRQ     /LPLWDWLRQ
                                         2YHU
                   /2*,&                 WHPS                 2))6WDWH
                                                              2SHQORDG
               Name
                VCC                   96(16(+
              OUT1,2
                GND                            &XUUHQW                                                         287
               IN1,2                           6HQVH                                                           287
               CS1,2
                 DE                     29(5/2$'3527(&7,21
                                      $&7,9(32:(5/,0,7$7,21

                                                                          *1'

                                                                                            ("1($'5

                                                     Table 1. Pin functions
                                                                                  Function

                                      Battery connection
                                      Power output
                                      Ground connection
                                      Voltage controlled input pin with hysteresis, CMOS compatible, controls
                                      output switch state
                                      Analog current sense pin; delivers a current proportional to the load current
                                      Active high diagnostic enable pin

6/44                                           DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                           Block diagram and pin configurations

                   Figure 2. Configuration diagram (not in scale)

                                 12                               1 NC
                                                                  2 NC
                              11                          15      3 NC
                              10            14                    4 GND
                                                                  5 DE
                              9                           16      6 CS 1
                                                                  7 CS 2
PQFN -12x12 Power             8                                   8 IN 1
       lead-less                                                  9 IN 2
                              7      13                           10 NC
    (bottom view)                                                 11 NC
                              6
                                                                  12 NC
                              5                                   13 FOR TEST ONLY
                                                                  14 VCC
                              4                                   15 OUT 2
                              3                                   16 OUT 1

                              2

                              1

                   VCC               1                        30  VCC
                                                                  OUT 1
                   NC                       VCC                   OUT 1
                                                                  OUT 1
FOR TEST ONLY                               Heat Slug1
                                                                  OUT 1
                   NC                                         16  OUT 1
                                                                  OUT 1
                   NC                                             NC

                   GND                                            OUT 2      MultiPowerSO-30
                     DE                                           OUT 2           (top view)

                   CS 1                                           OUT 2
                                                                  OUT 2
                   CS 2                                           OUT 2
                    IN 1                                          OUT 2
                                                                  VCC
                   IN 2

                   NC

FOR TEST ONLY

                   NC

                   VCC               15

Table 2. Suggested connections for unused and not connected pins

Connection /      Current            NC(1) Output      Input             DE       For test only
      pin          sense

Floating          Not allowed X          X             X                 X        X

To ground         Through 1k         X     Not         Through 10k Through        Not allowed
                     resistor            allowed           resistor 10k resistor

1. Not connected

                                     DocID17359 Rev 4                                7/44

                                                                                                      43
Electrical specifications                                        VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

2     Electrical specifications

                           Figure 3. Current and voltage conventions

                                                                               IS

                                                          VCC

                                       IDE                                                                     VCC
                                       IIN1,2
                           VIN1,2              DE                              IOUT1,2

                                                          OUTPUT1,2

      VDE                                      INPUT1,2                                   VOUT1,2

                                                                     CURRENT   ISENSE1,2
                                                                     SENSE1,2
                                                           GND                            VSENSE1,2

                                                          IGND

2.1   Absolute maximum ratings

8/44  Applying stress which exceeds above the ratings listed in Table 3: Absolute maximum
      ratings may cause permanent damage to the device. These are stress ratings only and
      operation of the device at these or any other conditions above those indicated in the
      Operating sections of this specification is not implied. Exposure to the conditions in this
      section for extended periods may affect device reliability.

                                               Table 3. Absolute maximum ratings

      Symbol                                   Parameter                                             Value          Unit

       VCC    DC supply voltage                                                                      28             V
      VCCPK   Transient supply voltage (T < 400 ms, Rload > 0.5 )
       -VCC   Reverse DC supply voltage                                                              41             V
       IOUT   DC output current
      -IOUT   Reverse DC output current                                                              16             V
              DC input current
        IIN   DC diagnostic enable input current                                          Internally limited A
        IDE
                                                                                                     70             A

                                                                                                     -1 to 10       mA

                                                                                                     -1 to 10       mA

      VCSENSE Current sense maximum voltage (VCC > 0 V)                                              VCC - 41       V

                                                                                                     +VCC           V

      EMAX    Maximum switching energy (single pulse)                                                600            mJ
              (L = 0.3 mH; RL = 0 ; Vbat = 13.5 V; Tjstart = 150 C;
      VESD    IOUT = IlimL(Typ.))                                                                    2000           V
      VESD
              Electrostatic discharge                                                                750            V
              (Human Body Model: R = 1.5 k; C = 100 pF)

              Charge device model (CDM-AEC-Q100-011)

                                               DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                                  Electrical specifications

                   Table 3. Absolute maximum ratings (continued)

     Symbol                               Parameter                           Value             Unit

       Tj       Junction operating temperature                                -40 to 150        C
     TSTG       Storage temperature
                                                                              -55 to 150        C

2.2  Thermal data
2.3
                                          Table 4. Thermal data

     Symbol                   Parameter                                Maximum value
                                                                                                             Unit

                                                            MultiPowerSO-30 12x12 PLLP

     Rthj-case  Thermal resistance junction-case (with one          0.35      0.35              C/W
                channel ON)                                                                     C/W

     Rthj-amb Thermal resistance junction-ambient                   58(1)     39(2)

     1. PCB FR4 area 58 mm x 58 mm, PCB thickness 2 mm, Cu thickness 35 m, minimum pad layout

     2. PCB FR4 area 78 mm x 78 mm, PCB thickness 2 mm, Cu thickness 35 m, minimum pad layout

     Electrical characteristics

     Values specified in this section are for 8 V < VCC < 24 V, -40 C < Tj < 150 C, unless
     otherwise stated.

                                          Table 5. Power section

     Symbol     Parameter                          Test conditions            Min. Typ. Max. Unit
                                                                              4.5 13 28 V
     VCC Operating supply voltage
                                                                                       3.5 4.5 V
     VUSD Undervoltage shutdown

     VUSDhyst   Undervoltage shutdown                                         0.5               V
                hysteresis

                                          IOUT = 15 A; Tj = 25 C             3                 m

     RON On-state resistance(1)           IOUT = 15 A; Tj = 150 C                              6 m

                                          IOUT = 15 A; VCC = 5 V; Tj = 25 C                    6 m

     RON REV    RDSon in reverse battery  VCC = -13 V; IOUT = -15 A;          3                 m
                condition                 Tj = 25 C

     Vclamp VCC clamp voltage             ICC = 20 mA; IOUT1,2 = 0 A          41 46 52 V

                                          Standby VDE = 0 V; VCC = 13 V;      2 5 A
                                          Tj = 25 C; VIN = 0;
     IS Supply current                    VOUT = VSENSE = 0 V                 10 15 A
                                                                              3.5 6 mA
                                          Off-state; VCC = 13 V; VDE = 5 V;
                                          Tj = 25 C;
                                          VIN = VOUT = VSENSE = 0 V

                                          On-state; VCC = 13 V; VDE = 5 V;
                                          VIN = 5 V; IOUT = 0 A

                                 DocID17359 Rev 4                                               9/44

                                                                                                                 43
Electrical specifications                                         VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                                      Table 5. Power section (continued)

       Symbol              Parameter            Test conditions                               Min. Typ. Max. Unit

                                                         VIN = 0 V or VDE = 0 V; VOUT = 0 V;  0 0.01 3        A
                    Off-state output current (1) VCC = 13 V; Tj = 25 C
       IL(off)
                                                VIN = 0 V or VDE = 0 V; VOUT = 0 V;
                                                VCC = 13 V; Tj = 125 C                       0               5 A

       1. For each channel

                            Table 6. Switching (VCC = 13 V; Tj = 25 C)

       Symbol               Parameter           Test conditions           Min. Typ.                      Max. Unit

       td(on)              Turn-on delay time   RL = 0.87  (see Table 6)  --                     25      -- s
       td(off)             Turn-off delay time  RL = 0.87  (see Table 6)
                                                                          --                     35      -- s

       (dVOUT/dt)on Turn-on voltage slope RL = 0.87                       --                     See     --   V/s
                                                                                              Figure 26

       (dVOUT/dt)off Turn-off voltage slope RL = 0.87                     --                     See     --   V/s
                                                                                              Figure 28

       WON                 Switching energy     RL = 0.87  (see Table 6) --                      5.4     -- mJ
       WOFF                losses during twon   RL = 0.87  (see Table 6) --
                                                                                                 2.3     -- mJ
                           Switching energy
                           losses during twoff

                                                Table 7. Logic inputs

       Symbol               Parameter           Test conditions           Min. Typ. Max. Unit

         VIL1,2     Input low level voltage                                                              0.9  V
         IIL1,2     Low level input current
         VIH1,2     Input high level voltage    VIN = 0.9 V               1                                   A
         IIH1,2     High level input current
       VI(hyst)1,2  Input hysteresis voltage    VIN = 2.1 V               2.1                                 V

                                                IIN = 1 mA                                               10 A
                                                IIN = -1 mA
                                                                          0.25                                V
                                                VIN = 0.9 V
                                                                          5.5                            7    V
                                                VIN = 2.1 V
       VICL1,2 Input clamp voltage                                                            -0.7            V
                                                IDE = 1 mA
         VDEL       DE low level voltage        IDE = -1 mA                                              0.9  V
         IDEL       DE low level current
         VDEH       DE high level voltage                                 1                                   A
         IDEH       DE high level current
       VDE(hyst)    DE hysteresis voltage                                 2.1                                 V

                                                                                                         10 A

                                                                          0.25                                V

                                                                          5.5                            7    V

       VDECL DE clamp voltage                                                                 -0.7            V

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VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                             Electrical specifications

                              Table 8. Protections and diagnostics (1)

Symbol     Parameter              Test conditions                   Min. Typ. Max. Unit

                                       VCC = 13 V                   65   90      130                          A
IlimH Short circuit current
                                                                                 130                          A
                                       5 V < VCC < 24 V

           Short circuit current

IlimL during thermal              VCC = 13 V; TR < Tj < TTSD             40                                   A
          cycling

TTSD       Shutdown                                                 150 175 200                               C
           temperature

TR Reset temperature                                                TRS+1 TRS+5                               C

TRS        Thermal reset of                                         135                                       C
           STATUS

THYST      Thermal hysteresis                                                7                                C
           (TTSD-TR)

VDEMAG     Turn-off output        IOUT = 2 A; VIN = 0; L = 6 mH VCC-28 VCC-32 VCC-35 V
           voltage clamp

VON        Output voltage drop    IOUT = 1 A;                            25                                   mV
           limitation             Tj = -40 C to 150 C
                                  (see Figure 8)

1. To ensure long term reliability under heavy overload or short circuit conditions, protection and related
     diagnostic signals must be used together with a proper software strategy. If the device is subjected to
     abnormal conditions, this software must limit the duration and number of activation cycles.

                            Table 9. Current sense (8 V < VCC < 18 V)

Symbol     Parameter              Test conditions                        Min. Typ. Max. Unit

                                  IOUT = 5 A; VSENSE = 4 V; VDE = 5 V;

K0         IOUT/ISENSE            Tj = -40 C...150 C                   11420 17580 23740 --

                                  Tj = 25 C...150 C                    12130 17580 23030

                                  IOUT = 10 A; VSENSE = 4 V; VDE = 5 V;

K1         IOUT/ISENSE            Tj = -40 C...150 C                   11830 16910 21990 --

                                  Tj = 25 C...150 C                    12680 16910 21140

dK1/K1(1)  Current sense ratio    IOUT =10 A; VSENSE = 4 V; VDE = 5 V;   -14          14 %
           drift                  Tj = -40 C to 150 C

                                  IOUT = 15 A; VSENSE = 4 V; VDE= 5 V;

K2         IOUT/ISENSE            Tj = -40 C...150 C                   11760 16110 20460 --

                                  Tj = 25 C...150 C                    13040 16110 19180

dK2/K2(1)  Current sense ratio    IOUT = 15 A; VSENSE = 4 V;             -10          10 %
           drift                  VDE = 5 V; Tj = -40 C to 150 C

                                  IOUT = 30 A; VSENSE = 4 V; VDE = 5 V;

K3         IOUT/ISENSE            Tj = -40 C...150 C                   13040 15520 18000 --

                                  Tj = 25 C...150 C                    13810 15520 17230

dK3/K3(1)  Current sense ratio    IOUT = 30 A; VSENSE = 4 V;             -5           5%
           drift                  VDE = 5 V; Tj = -40 C to 150 C

                                  DocID17359 Rev 4                                                            11/44

                                                                                                                                 43
Electrical specifications                                     VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                           Table 9. Current sense (8 V < VCC < 18 V) (continued)

       Symbol              Parameter           Test conditions                  Min. Typ. Max. Unit

                                          IOUT = 0 A; VSENSE = 0 V; VDE = 0 V;  0                          1 A
                                          VIN = 0 V; Tj = -40 C...150 C                                  2 A
                                                                                                           1 A
       ISENSE0    Analog sense            IOUT = 0 A; VSENSE = 0 V; VDE = 5 V;  0                         150 mA
                  leakage current         VIN = 5 V; Tj = -40 C...150 C
                                                                                                                    V
                                          IOUT = 15 A; VSENSE = 0 V;            0                                   V
                                          VDE = 0 V; VIN = 5 V;                                                    mA
                                                                                                          100 s
       IOL        Open-load on-           VIN = 5 V; 8 V < VCC < 18 V           10                        20 s
                  state current           ISENSE = 5 A                                                   600 s
                  detection threshold                                                                     250 s

       VSENSE     Max analog sense IOUT = 45 A; VCSD = 0 V;                     5
                                                                                          8
                  output voltage          RSENSE = 3.9 k

                      Analog sense        VCC =13 V; RSENSE = 3.9 k
       VSENSEH output voltage in

                      fault condition(2)

                  Analog sense

       ISENSEH output current in VCC =13 V; VSENSE = 5 V                            9

                  fault condition(2)

                  Delay response VSENSE < 4 V, 5 A < Iout < 30 A;

       tDSENSE1H time from rising         ISENSE = 90 % of ISENSE max               50

                  edge of DE pin (see Figure 4)

                  Delay response VSENSE < 4 V, 5 A < Iout < 30 A;

       tDSENSE1L time from falling ISENSE = 10 % of ISENSE max                      5

                  edge of DE pin (see Figure 4)

                  Delay response VSENSE < 4 V, 5 A < Iout < 30 A;

       tDSENSE2H time from rising         ISENSE = 90 % of ISENSE max               200

                  edge of INPUT pin VDE = 5 V (see Figure 4)

                  Delay response VSENSE < 4 V, 5 A < Iout < 30 A;

       tDSENSE2L time from falling ISENSE = 10 % of ISENSE max                      100

                  edge of INPUT pin VDE = 5 V (see Figure 4)

       1. Parameter guaranteed by design; it is not tested.

       2. Fault condition includes: power limitation, overtemperature and open-load off-state detection.

                           Table 10. Open-load detection (8 V < VCC < 18 V; VDE = 5 V)

       Symbol              Parameter                         Test conditions    Min. Typ. Max. Unit

       VOL        Open-load off-state voltage  VIN = 0 V, VDE = 5 V;              2 -- 4V
                  detection threshold          See Figure 5                     180 -- 1200 s
                                                                                -120 -- 90 A
       tDSTKON    Output short circuit to VCC  VDE = 5 V; See Figure 5
                  detection delay at turn off
                                               VIN = 0 V; VSENSE = 0 V;
       IL(off2)r  Off-state output current at  VDE = 5 V;
                  VOUT = 4 V                   VOUT rising from 0 V to 4 V

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VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                           Electrical specifications

           Table 10. Open-load detection (8 V < VCC < 18 V; VDE = 5 V) (continued)

Symbol     Parameter                     Test conditions               Min. Typ. Max. Unit

           Off-state output current at   VIN = 0 V; VSENSE = VSENSEH;
           VOUT = 2 V
IL(off2)f                                VDE = 5 V;                    -50  --    90 A

                                         VOUT falling from VCC to 2 V

td_vol     Delay response from output    VOUT = 4 V; VIN = 0 V;             -- 20 s
                                         VDE = 5 V;
           rising edge to VSENSE rising
           edge in open-load             VSENSE = 90 % of VSENSEH

           Delay response from output VOUT = 2 V; VIN = 0V;

td_voh     falling edge to VSENSE falling VDE = 5 V;                        -- 20 s

           edge in open-load             VSENSE = 10 % of VSENSEH

               Figure 4. Current sense delay characteristics

INPUT
DE
LOAD CURRENT
SENSE CURRENT

                              tDSENSE2H tDSENSE1L            tDSENSE1H tDSENSE2L

               Figure 5. Open-load off-state delay timing

                                      OUTPUT STUCK AT VCC

                              VIN                         VOUT > VOL
                              VCS                           VSENSEH

                                                      tDSTKON

                                   DocID17359 Rev 4                                 13/44

                                                                                                       43
Electrical specifications                                                      VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                                 Figure 6. Switching characteristics

                           VOUT

                                 tWon                                          tWoff
                                 80%                                           90%

                            dVOUT/dt(on)                       10%                      dVOUT/dt(off)
                                                tr                             tf

                           INPUT                                                                                    t
                                      td(on)
                                                                      td(off)

                                                                                                                                      t

       Figure 7. Delay response time between rising edge of output current and rising edge
                                              of current sense (CS enabled)

                       VIN

                                                    tDSENSE2H

                                                                                                                       t

       IOUT                                                      IOUTMAX

                                                    90% IOUTMAX

                                                                                                                       t

       ISENSE                                                    ISENSEMAX

                                                               90% ISENSEMAX

                                                                                                                       t

14/44                                               DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                        Electrical specifications

                              Figure 8. Output voltage drop limitation
                                     VCC - VOUT
                                                       Tj = 150 C Tj = 25 C
                                                                               Tj = -40 C

              Von                                                   IOUT
                           Von/Ron(T)

                                     Figure 9. IOUT/ISENSE vs IOUT

   ,287,6(16(



                                  $



                               %





                               &





              '

                                  (
         
                                                                                             

                                         ,287 $

                                                                                              *$3*&)7

  Legend:                                                D: Min, Tj = 25 C to 150 C
                                                         E: Min, Tj = -40 C to 150 C
  A: Max, Tj = -40 C to 150 C
  B: Max, Tj = 25 C to 150 C
  C: Typical, Tj = -40 C to 150 C

                                     DocID17359 Rev 4                                           15/44

                                                                                                                   43
Electrical specifications                                             VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                       Figure 10. Maximum current sense ratio drift vs load current
                    G..

                    

                    

                    

                    

                    

                    

                    

                    

                                                                                               
                          

                                                             ,287 $             *$3*&)7

       1. Parameter guaranteed by design; it is not tested.

                                       Table 11. Truth table

       Conditions                      Enable                Input      Output                    Sense
                                                                                               (VDE=5V)(1)

       Normal operation                H                     L          L                        0

                                       H                     H          H                      Nominal

       Overtemperature                 H                     L          L                        0
       Undervoltage
                                       H                     H          L                      VSENSEH

                                       H                     L          L                        0

                                       H                     H          L                        0

       Overload                        H                     H        X (no power limitation)  Nominal
                                       H
                                                             H        Cycling (power limitation) VSENSEH

       Short circuit to GND (Power     H                     L          L                        0

       limitation)                     H                     H          L                      VSENSEH

       Open-load off-state             H                     L          H                      VSENSEH
       (with external pull up)

       Short circuit to VCC (external  H                     L          H                      VSENSEH

       pull up disconnected)           H                     H          H                      < Nominal

       Negative output voltage         H                     L          L                        0
       clamp

       1. If the VDE is low, the SENSE output is at a high impedance; its potential depends on leakage currents and
            external circuit.

16/44                                  DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                             Electrical specifications

             Table 12. Electrical transient requirements (part 1/3)

ISO 7637-2:  Test levels(1)           Number of   Burst cycle/pulse       Delays and
  2004(E)                             pulses or     repetition time       impedance
             III              IV      test times
Test pulse

  1          -75 V            -100 V   5000       0.5 s  5s               2 ms, 10
                                      pulses
2a          +37 V            +50 V    5000       0.2 s    5s              50 s, 2
3a          -100 V           -150 V  pulses      90 ms  100 ms
3b          +75 V            +100 V              90 ms  100 ms           0.1 s, 50
  4                                      1h                               0.1 s, 50
5b(2)         -6 V              -7 V     1h                               100 ms, 0.01
             +65 V            +87 V
                                      1 pulse                                    
                                                                          400 ms, 2
                                      1 pulse

1. The above test levels must be considered referred to VCC = 13.5V except for pulse 5b.

2. Valid in case of external load dump clamp: 40V maximum referred to ground. The protection strategy
     allows PowerMOS to be cyclically switched on during load dump, so distributing the load dump energy
     along the time and to transfer a part of it to the load.

ISO 7637-2:  Table 13. Electrical transient requirements (part 2/3)
  2004(E)                                          Test level results(1)

Test pulse                    III                        IV

1                             C                          C

2a                            C                          C

3a                            C                          C

3b                            C                          C

4                             C                          C

5b(2) (3)                     C                          C

1. The above test levels must be considered referred to VCC = 13.5V except for pulse 5b

2. Valid in case of external load dump clamp: 40V maximum referred to ground. The protection strategy
     allows PowerMOS to be cyclically switched on during load dump, so distributing the load dump energy
     along the time and to transfer a part of it to the load.

3. Suppressed load dump (pulse 5b) is withstood with a minimum load connected as specified in Table 3.

Class           Table 14. Electrical transient requirements (part 3/3)
  C
                                                              Contents
   E
             All functions of the device are performed as designed after exposure to disturbance.

             One or more functions of the device are not performed as designed after exposure
             to disturbance and cannot be returned to proper operation without replacing the
             device.

                              DocID17359 Rev 4                                                            17/44

                                                                                                                             43
Electrical specifications                                 VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E
                           Figure 11. Normal operation
2.4    Waveforms

       INPUT               Nominal load      Nominal load
          IOUT

       VSENSE
          VDE

                           Figure 12. Overload or short to GND

       INPUT               Power Limitation
                  ILimH >
                                                       Thermal cycling
          IOUT                               ILimL >

       VSENSE

       VDE

18/44                      DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                    Electrical specifications

                              Figure 13. Intermittent overload

INPUT                                Overload                   Nominal load
           ILimH >                               ILimL >

IOUT

         VSENSEH >

VSENSE

VDE
              Figure 14. Off-state open-load with external circuitry

INPUT                             VOUT > VOL
  VOUT              VOL

   IOUT                   VSENSEH >
VSENSE              tDSTK (on)

VDE

                              DocID17359 Rev 4                                19/44

                                                                                                 43
Electrical specifications                          VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                       INPUT          Figure 15. Short to VCC
                         VOUT
                           IOUT    Resistive                         Hard
                                 Short to VCC                    Short to VCC

                                 VOL                             VOUT > VOL

                                 tDSTK (on)                                    tDSTK (on)

       VDE
                      Figure 16. TJ evolution in overload or short to GND

       IN P U T                  Self-lim itation of fast therm al transients  TTSD
                                                                                TR
                                                                                           THYST

                                 TJ_START

       TJ                                      Power Limitation
                ILimH >

                                                                                           < ILimL

       IO U T

20/44                            DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                                                           Electrical specifications

2.5  Electrical characteristics curves

       Figure 17. Off-state output current                                           Figure 18. High level input current

     ,ORII >Q $ @                                                                  ,LK>X$@
      
                                                                                                 7JO7              
                                                                                                        7F> &@          *$3*&)7
      
                                                                                    
                                                                                   
      
                                                                                    
                                                                                   
                                                   7F > &@
                                                                          *$3*&)7   
                                                                                   
          Figure 19. Input clamp voltage
                                                                                    
                                                                                   

                                                                                    
                                                                                       

                                                                                           Figure 20. Input low level voltage

     9LFO>9@                                                                       9LO>9@

                                                                                   

                                                                                   

              *JON"                                                               

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                                        

                     7F> &@                                                                            7F>&@

                              *$3*&)7                                                                           *$3*&)7

       Figure 21. Input high level voltage                                           Figure 22. Input hysteresis voltage

     9LK>9@                                                                        9LK\VW>9@

                                                                                    

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                   

                                                                                    
               
                                                                                                        

                     7F> &@                                                                            7F> &@

                              *$3*&)7                                                                           *$3*&)7

                              DocID17359 Rev 4                                                                                 21/44

                                                                                                                                                  43
Electrical specifications                                           VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

       Figure 23. On-state resistance vs Tcase Figure 24. On-state resistance vs VCC

       5RQ>P2KP@                                         5RQ>P2KP@
                                                           
      
                                                                                              5D$
                                                                                              5D$
                  ,RXW $
                  9FF 9                                                                       5D$
                                                                                              5D$
                                                         
      
                                                         

                                                         
        
                                                                                                   
                              7F> &@            *$3*&)7

                                                                               9FF>9@

                                                                                              *$3*&)7

         Figure 25. Undervoltage shutdown                    Figure 26. Turn-on voltage slope

       9XVG>9@                                           G9RXWGW 2Q>9PV@

                                                         

                                                           

                                                                                       9FF 9

                                                                                       5O

                                                           

                                                           

                                                           

                                                           

                                                           

                                                           

                                                            
                                                                        
                                 

                             7F> &@                                            7F> &@

                                      *$3*&)7                                                 *$3*&)7

                  Figure 27. ILIMH vs Tcase                  Figure 28. Turn-off voltage slope

       ,OLPK>$@                                          G9RXWGW 2II>9PV@

                                                         
                                                         
                 7DD7                                                                  9FF 9
                                                                                       5O
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                         
                                                              
                                                                  

                                                                                   
            

                             7F>&@                                             7F> &@

                                      *$3*&)7                                                 *$3*&)7

22/44                                 DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                           Electrical specifications

         Figure 29. DE high level voltage            Figure 30. DE clamp voltage

9GHK>9@                                    9GHFO>9@

                                                
                                                
                                                
                                                
                                                       *JON"
                                                
                                                
                                                
                                                
                                                
                                                
                                                     




                                                            

                 

           7F> &@                                      7F> &@

                              *$3*&)7                          *$3*&)7

         Figure 31. DE low level voltage

9GHO>9@



















                 

           7F> &@

                              *$3*&)7

                              DocID17359 Rev 4                                    23/44

                                                                                                     43
Application information                            VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

3      Application information

                                 Figure 32. Application schematic

       9

                                                        9&&

                         5SURW   '(

       0&8               5SURW     ,1387                                              'OG
                          5SURW  &855(176(16(                              ("1($'5
                                                                   287387

                                                   *1'

                                 56(16(

                         &H[W

3.1    MCU I/Os protection

       When negative transients are present on the VCC line, the control pins are pulled negative to
       approximately -1.5V.

       ST suggests the insertion of resistors (Rprot) in the lines to prevent the microcontroller I/O
       pins from latching up.

       The values of these resistors provide a compromise between the leakage current of the
       microcontroller, the current required by the HSD I/Os (input levels compatibility) and the
       latch-up limit of the microcontroller I/Os.

       -VCCpeak/Ilatchup  Rprot  (VOHC-VIH) / IIHmax
       Calculation example:

       For VCCpeak= - 1.5V and Ilatchup  20mA; VOHC  4.5V
       75  Rprot  240k.
       Recommended values: Rprot =10k, CEXT=10nF

3.2    Load dump protection

       Dld is necessary (Voltage Transient Suppressor) if the load dump peak voltage exceeds the
       VCCPK maximum rating. The same applies if the device is subject to transients on the VCC
       line that are greater than the ones shown in the ISO 7637-2: 2004(E) table.

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VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                                               Application information

3.3  Current sense and diagnostic

     The current sense pin performs a double function (see Figure 33: Current sense and
     diagnostics):

      Current mirror of the load current in normal operation, delivering a current
           proportional to the load current according to a known ratio KX.
           The current ISENSE can be easily converted to a voltage VSENSE by means of an
           external resistor RSENSE. Linearity between IOUT and VSENSE is ensured up to 5V
           minimum (see parameter VSENSE in Table 9: Current sense (8 V < VCC < 18 V)). The
           current sense accuracy depends on the output current (refer to current sense electrical
           characteristics Table 9: Current sense (8 V < VCC < 18 V)).

      Diagnostic flag in fault conditions, delivering a fixed voltage VSENSEH up to a
           maximum current ISENSEH in case of the following fault conditions (refer to
           Table 11: Truth table):

            Power limitation activation

            Overtemperature

            Short to VCC in off-state
            Open-load in off-state with additional external components.

     A logic level low on the DE pin simultaneously sets all the current sense pins of the device in
     a high impedance state, thus disabling the current monitoring and diagnostic detection. This
     feature allows multiplexing of the microcontroller analog inputs by sharing the sense
     resistance and ADC line among different devices.

                                    Figure 33. Current sense and diagnostics

                                                                                     9%$7            938

                                                                                9&&

                                                                              0DLQ026Q

                                 9

                                                                                           38B&0'

     ,287.;                                                2YHUWHPSHUDWXUH                 538

                                                                       2/2))  

                                    ,6(16(+                     3ZUB/LP      

                                                                                92/        ,/RIIU

                                                                                        287Q ,/RIII

                                                               ,1387Q

     '(                                           96(16(+                       *1'                           /RDG
               53527                                                                                     53'
                                    &855(17
                                     6(16(Q

     7RX&$'&                        96(16(
                         56(16(

                                             DocID17359 Rev 4                                                 ("1($'5

                                                                                                                          25/44

                                                                                                                                                  43
Application information                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

3.3.1  Short to VCC and off-state open-load detection

       Short to VCC

       A short circuit between VCC and output is indicated by the relevant current sense pin set to
       VSENSEH during the device off-state. Little or no current is delivered by the current sense
       during the on-state depending on the nature of the short circuit.

       Off-state open-load with external circuitry

       Detection of an open-load in off mode requires an external pull-up resistor (RPU) connecting
       the output to a positive supply voltage (VPU).

       It is preferable that VPU be switched off during the module standby mode to avoid an
       increase in the overall standby current consumption in normal conditions, that is, when the
       load is connected.

       An external pull down resistor (RPD) connected between output and GND is mandatory to
       avoid misdetection in case of floating outputs in off-state (see Figure 33: Current sense and
       diagnostics).

       RPD must be selected in order to ensure VOUT < VOLmin unless pulled up by the external
       circuitry:

                                  VOUT Pull-up_OFF = RPD  IL(off2)f < VOLmin = 2V

       RPD  22 K is recommended.
       For proper open-load detection in off-state, the external pull-up resistor must be selected
       according to the following formula:

                    VOUT Pull-up_ON = -R----P----D--------V----P----U---R-----P--R-U---P---+-U----R----PR----D-P----D--------I--L---(-o---f--f-2---)--r = VOLmax = 4V
       For the values of VOLmin,VOLmax, IL(off2)r and IL(off2)f see Table 10: Open-load detection
       (8 V < VCC < 18 V; VDE = 5 V).

26/44                    DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                                                                                 Application information

3.4  Maximum demagnetization energy (VCC = 13.5V)

                            Figure 34. Maximum turn-off current versus inductance

     

                         "
                       #
                        $

         

     ,$

                                                                                                                                             
                                                                                         /P+                                 ("1($'5

     A: Tjstart = 150 C single pulse                                                                       'HPDJQHWL]DWLRQ      'HPDJQHWL]DWLRQ
     B: Tjstart = 100 C repetitive pulse
     C: Tjstart = 125 C repetitive pulse

     9,1,/

                                                                        'HPDJQHWL]DWLRQ

                                                                                                                                                                      W

                                                                                                                                                                                                     *$3*&)7

     1. Values are generated with RL = 0 .
          In case of repetitive pulses, Tjstart (at beginning of each demagnetization) of every pulse must not exceed
          the temperature specified above for curves A and B.

                              DocID17359 Rev 4                                                                               27/44

                                                                                                                                                43
Package and PC board thermal data                       VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

4      Package and PC board thermal data

4.1    MultiPowerSO-30 thermal data

              Figure 35. MultiPowerSO-30 PC board

       1. Layout condition of Rth and Zth measurements (PCB: double layer, thermal vias, FR4
            area = 58 mm x 58 mm, PCB thickness = 2 mm, Cu thickness = 70 m (front and back side), copper
            areas: from minimum pad lay-out to 16 cm2).

        Figure 36. Rthj-amb vs PCB copper area in open box free air condition (one channel ON)

          RTHj_amb(C/W)

              60

       55

       50

       45

       40

       35

           0  1                    2                 3          4  5

                                   PCB Cu heatsink area (cm^2)

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VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                      Package and PC board thermal data

Figure 37. MultiPowerSO-30 thermal impedance junction ambient single pulse (one
                                                  channel ON)

      =7+&:


                                                       )RRWSULQW

                                                        FP





                                                     
     

                              7LPHV

                                                    *$3*&)7

Figure 38. Thermal fitting model of a double channel HSD in MultiPowerSO-30

1. The fitting model is a simplified thermal tool and is valid for transient evolutions where the embedded
     protection functions (power limitation or thermal cycling during thermal shutdown) are not triggered.

Equation 1: Pulse calculation formula

    ZTH = RTH   + ZTHtp(1 )
      where  = tp / T

                              DocID17359 Rev 4                                                              29/44

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Package and PC board thermal data                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

       Table 15. Thermal parameters for MultiPowerSO-30

       Area/island (cm2)                             Footprint  4

       R1 (C/W)                                     0.05

       R2 (C/W)                                     0.3

       R3 (C/W)                                     0.5

       R4 (C/W)                                     1.3

       R5 (C/W)                                     14

        R6 (C/W)                                    44.7       23.7
        R7 (C/W)
        R8 (C/W)                                    0.05
       C1 (W.s/C)
                                                     0.3

                                                     0.005

       C2 (W.s/C)                                   0.008
       C3 (W.s/C)
       C4 (W.s/C)                                   0.01
       C5 (W.s/C)
       C6 (W.s/C)                                   0.3

                                                     0.6

                                                     5          11

       C7 (W.s/C)                                   0.005
       C8 (W.s/C)                                   0.008

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VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                       Package and PC board thermal data

4.2  PQFN - 12x12 power lead-less thermal data

            Figure 39. 12x12 Power lead-less package PC board

     1. Layout condition of Rth and Zth measurements (PCB: double layer, thermal vias, FR4
          area = 77 mm x 86 mm, PCB thickness = 1.6 mm, Cu thickness = 70 m (front and back side), copper
          areas: minimum pad lay-out).

       Figure 40. Rthj-amb vs PCB copper area in open box free air condition (one channel
                                                               ON)

     50                       5  10                              15  20
     45
     40
     35
     30
     25
     20

         0

                                 PCB Cu heat sink area ( cm^ 2)

                                 DocID17359 Rev 4                        31/44

                                                                                            43
Package and PC board thermal data                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

        Figure 41. PQFN - 12x12 power lead-less package thermal impedance junction
                                    ambient single pulse (one channel ON)

      
                                                                                                                                                                                         )RRWSULQW
                                                                                                                                                              FP

                                                                                                                   FP

                                                                  FP

       & :

            

      

                                                         

                                     WLPHV               *$3*&)7

       Figure 42. Thermal fitting model of a double channel HSD in PQFN - 12x12 power lead-less

       1. The fitting model is a simplified thermal tool and is valid for transient evolutions where the embedded
            protection functions (power limitation or thermal cycling during thermal shutdown) are not triggered.

       Equation 2: pulse calculation formula

         ZTH = RTH   + ZTHtp(1 )
           where  = tp / T

32/44                              DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    Package and PC board thermal data

Table 16. Thermal parameters for PQFN - 12x12 power lead-less

Area/island (cm2)             Footprint  4      8              16

R1 (C/W)                     0.35

R2 (C/W)                     0.15

R3 (C/W)                     4.2

R4 (C/W)                     9.6        9.4    9.2            9

R5 (C/W)                     15.1       10.5   8.5            5.5

R6 (C/W)                     16.7       12     9              6

R7 (C/W)                     0.35

R8 (C/W)                     0.15

C1 (W.s/C)                   0.018

C2 (W.s/C)                   0.015

C3 (W.s/C)                   0.2

C4 (W.s/C)                   1.9        2.2    2.32           2.45

C5 (W.s/C)                   2.45       7.3    13.7           20

C6 (W.s/C)                   11.85      22     25             30

C7 (W.s/C)                   0.018
C8 (W.s/C)                   0.015

                              DocID17359 Rev 4                       33/44

                                                                                        43
Package and packing information                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

5      Package and packing information

5.1    ECOPACK packages

       In order to meet environmental requirements, ST offers these devices in different grades of
       ECOPACK packages, depending on their level of environmental compliance. ECOPACK

       specifications, grade definitions and product status are available at: www.st.com.
       ECOPACK is an ST trademark.

5.2    MultiPowerSO-30 mechanical data

                                 Figure 43. MultiPowerSO-30 outline

               Table 17. MultiPowerSO-30 mechanical data
                                                           Millimeters

       Symbol                    Min.              Typ.                 Max.
                                                                        2.35
           A                     1.85                                   2.25
          A2                       0                                     0.1
          A3                                                            0.58
           B                     0.42                                   0.32
           C                     0.23

34/44                            DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    Package and packing information

        Table 17. MultiPowerSO-30 mechanical data (continued)

Symbol                                          Millimeters
                                                    Typ.
                              Min.                             Max.

D                             17.1              17.2           17.3

E                             18.85                            19.15

E1                            15.9              16             16.1

"e"                           1

F6                                              14.3

F7                                              5.45

F8                                              0.73

L                             0.8                              1.15

N                                                              10 Deg

S                             0 Deg                            7 Deg

                              DocID17359 Rev 4                         35/44

                                                                                          43
Package and packing information                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

5.3    PQFN - 12x12 power lead-less mechanical data

       Figure 44. PQFN - 12x12 power lead-less outline

36/44                            DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    Package and packing information

        Table 18. PQFN - 12x12 power lead-less mechanical data

Symbol                                          Millimeters
                                                    Typ.
                              Min.                              Max.

A                             2                                 2.2

A1                            0                                 0.05

b                             0.35                              0.47

C                                               0.50

D                             11.90                             12.10

Dh1                           4.65                              4.95

Dh2                           10.45                             10.65

Dh3                           4.80                              5

Dh4                           4.80                              5

E                             11.90                             12.10

Eh1                           2.15                              2.45

Eh2                           5.15                              5.45

Eh3                           1.70                              2

e1                                              0.90

e2                                              3.45

e3                                              1.10

f                                               0.50

f1                                              0.60

L                             0.75                              0.95

L1                            1.65                              1.90

L2                            0.76                              0.78

M                             11.10                             11.30

N                             11.10                             11.30

v                                               0.1

w                                               0.05

y                                               0.05

y1                                              0.1

                              DocID17359 Rev 4                         37/44

                                                                                          43
Package and packing information                          VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

5.4    MultiPowerSO-30 packing information

       The devices can be packed in tube or tape and reel shipments (see Table 19: Device
       summary).

          Figure 45. MultiPowerSO-30 tube shipment (no suffix)

                                                         Tube dimension

                                                         Dimension            mm

                                                      A  Base Q.ty            29
                                                                              435
                                                         Bulk Q.ty

       C                         B                       Tube length ( 0.5)  532
                                                         A                    3.82

                                                         B                    23.6

                                                         C ( 0.13)           0.8

38/44                               DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    Package and packing information

     Figure 46. MultiPowerSO-30 tape and reel shipment (suffix "TR")

                                                            Reel dimension             mm

                                                             Dimension                  1000
                                                                                        1000
                                                            Base Q.ty
                                                            Bulk Q.ty                     330
                                                            A (max)                        1.5
                                                            B (min)                         13
                                                            C ( 0.2)                    20.2
                                                            D (min)                         32
                                                            G (+ 2 / -0)                  100
                                                            N (min)                      38.4
                                                            T (max)

                                                Tape dimensions

                                                According to Electronic Industries Association (EIA)
                                                Standard 481 rev. A, Feb 1986

                                                Description                         Dimension              mm

                                                Tape width                          W                      32
                                                Tape Hole Spacing
                                                Component Spacing                   P0 ( 0.1)             4
                                                Hole Diameter
                                                Hole Diameter                       P                      24
                                                Hole Position
                                                Compartment Depth                   D ( 0.1/-0)           1.5
                                                Hole Spacing
                                                                                    D1 (min)               2

                                                                                    F ( 0.1)              14.2

                                                                                    K (max)                2.2

                                                                                    P1 ( 0.1)             2

                              End

                                                                                                           Start

                               Top              No components Components No components
                              cover
                              tape              500 mm min

                                                                                               500 mm min
                                                            Empty components pockets

                                                            User direction of feed

5.5  PQFN - 12x12 power lead-less packing information

     The devices can be packed in tray or tape and reel shipments (see Table 19: Device
     summary).

                              DocID17359 Rev 4                                                             39/44

                                                                                                                              43
Package and packing information                    VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

       Figure 47. PQFN - 12x12 power lead-less tray shipment (no suffix)

                                                   Tray information

                                                   Parameter

                                                   Base Q.ty         189

                                                   Bulk Q.ty         945

40/44                            DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                    Package and packing information

Figure 48. PQFN - 12x12 power lead-less tape and reel shipment (suffix "TR")

Tape dimensions   mm

Dimension       12.30
                 12.30
      A0 0.1   2.15
      B0 0.1   11.50
      K0 0.1   1.75
       F 0.1
       E 0.1     24
       W 0.3     2
      P2 0.1     4
      P0 0.1     16
      P1 0.1   0.30
      T 0.05   1.50
                 1.50
           D
      D1 (min)

Reel dimensions  mm

Dimension        1500
                  1500
Base Q.ty
Bulk Q.ty           330
A (max)              1.5
B (min)               13
C ( 0.2)          20.2
D (min)               32
G (+ 2 / -0)        100
N (min)            38.4
T (max)

                              DocID17359 Rev 4  41/44

                                                                   43
Order codes                                                VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

6      Order codes

                                         Table 19. Device summary
                                                                         Order codes

                          Package        Tube              Tape and reel                     Tray
                                                                                      VND5E004A-E
             PQFN-12x12 power lead-less  --                VND5E004ATR-E
                    MultiPowerSO-30                                                           --
                                         VND5E004A30-E     VND5E004A30TR-E

42/44                                    DocID17359 Rev 4
VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E                                       Revision history

7  Revision history

                              Table 20. Document revision history

        Date    Revision                                Changes
   20-Jul-2010
   07-Nov-2012  1             Initial release.
   19-Sep-2013
                2             Updated Figure 1: Block diagram and Figure 10: Maximum current
   25-Oct-2013                sense ratio drift vs load current

                3             Updated Disclaimer.

                              Updated footnote 2 into the Table 12: Electrical transient

                4             requirements (part 1/3) and Table 13: Electrical transient

                              requirements (part 2/3).

                              DocID17359 Rev 4                                            43/44

                                                                                                             43
                         VND5E004A-E, VND5E004ASP30-E

                                                                             Please Read Carefully:

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