ZHCSPS3A December   2023  – June 2024 DRV3946-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 引脚配置和功能
  6. 5 规格
    1. 5.1 绝对最大额定值
    2. 5.2 ESD 等级
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 SPI 时序要求
    7. 5.7 时序图
    8. 5.8 典型特性
  7. 6 详细说明
    1. 6.1 概述
    2. 6.2 功能方框图
    3. 6.3 特性说明
      1. 6.3.1  推荐的外部元件
      2. 6.3.2  电源和监测
        1. 6.3.2.1 PVDD 和 VDD 电源
        2. 6.3.2.2 PVDD 监测器
        3. 6.3.2.3 VDD 监测器
        4. 6.3.2.4 复位 (nPOR)
        5. 6.3.2.5 器件安全层
      3. 6.3.3  输出驱动器
        1. 6.3.3.1 重试等待
        2. 6.3.3.2 过流保护
        3. 6.3.3.3 过热保护
      4. 6.3.4  启动排序
      5. 6.3.5  电流控制
        1. 6.3.5.1 内部调节模式
          1. 6.3.5.1.1 电流阈值
          2. 6.3.5.1.2 PWM 周期控制
        2. 6.3.5.2 具有固定频率的可变占空比模式
        3. 6.3.5.3 具有固定占空比的可变频率模式
        4. 6.3.5.4 快速关断
        5. 6.3.5.5 PWM 频率
        6. 6.3.5.6 最小和最大占空比
      6. 6.3.6  EN/EN1 和 DIS/EN2 引脚
      7. 6.3.7  诊断功能
        1. 6.3.7.1 导通状态诊断
          1. 6.3.7.1.1 PWM 周期警告
          2. 6.3.7.1.2 基于计时器的警告
        2. 6.3.7.2 关断状态诊断
      8. 6.3.8  nFAULT/NAD 引脚
      9. 6.3.9  故障表
      10. 6.3.10 编程
        1. 6.3.10.1 SPI 接口
        2. 6.3.10.2 可寻址 SPI
        3. 6.3.10.3 SPI 错误指示符
        4. 6.3.10.4 SPI 格式
        5. 6.3.10.5 SPI 看门狗监测
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 状态寄存器
      1. 7.1.1 STATUS0 寄存器（地址 = 1h）[复位 = 2500h]
      2. 7.1.2 STATUS1 寄存器（地址 = 2h）[复位 = 0803h]
      3. 7.1.3 STATUS2 寄存器（地址 = 3h）[复位 = 0000h]
      4. 7.1.4 STATUS3 寄存器（地址 = 4h）[复位 = 0000h]
      5. 7.1.5 STATUS4 寄存器（地址 = Ah）[复位 = 0000h]
      6. 7.1.6 STATUS5 寄存器（地址 = Bh）[复位 = 0000h]
    2. 7.2 MEAS 寄存器
      1. 7.2.1 MEAS0 寄存器（地址 = 5h）[复位 = 0000h]
      2. 7.2.2 MEAS1 寄存器（地址 = 6h）[复位 = 0000h]
      3. 7.2.3 MEAS2 寄存器（地址 = 7h）[复位 = 0000h]
      4. 7.2.4 MEAS3 寄存器（地址 = 8h）[复位 = 0000h]
      5. 7.2.5 MEAS4 寄存器（地址 = 9h）[复位 = 0000h]
      6. 7.2.6 MEAS5 寄存器（地址 = Ch）[复位 = 0000h]
      7. 7.2.7 MEAS6 寄存器（地址 = Dh）[复位 = 0000h]
    3. 7.3 CONFIG A 寄存器
      1. 7.3.1 CONFIG_A0 寄存器（地址 = 10h）[复位 = C040h]
      2. 7.3.2 CONFIG_A1 寄存器（地址 = 11h）[复位 = C040h]
      3. 7.3.3 CONFIG_A2 寄存器（地址 = 12h）[复位 = 2424h]
      4. 7.3.4 CONFIG_A3 寄存器（地址 = 13h）[复位 = 0088h]
      5. 7.3.5 CONFIG_A4 寄存器（地址 = 14h）[复位 = 130Ch]
      6. 7.3.6 CONFIG_A5 寄存器（地址 = 15h）[复位 = 8000h]
      7. 7.3.7 CONFIG_A6 寄存器（地址 = 16h）[复位 = 0000h]
    4. 7.4 CONFIG B 寄存器
      1. 7.4.1 CONFIG_B0 寄存器（地址 = 17h）[复位 = 2623h]
      2. 7.4.2 CONFIG_B1 寄存器（地址 = 18h）[复位 = 0040h]
      3. 7.4.3 CONFIG_B2 寄存器（地址 = 19h）[复位 = 0B0Bh]
      4. 7.4.4 CONFIG_B3 寄存器（地址 = 1Ah）[复位 = 8000h]
      5. 7.4.5 CONFIG_B4 寄存器（地址 = 1Bh）[复位 = 0000h]
    5. 7.5 CMD 寄存器
      1. 7.5.1 CMD0 寄存器（地址 = 1Ch）[复位 = 8000h]
      2. 7.5.2 CMD1 寄存器（地址 = 1Dh）[复位 = 0000h]
      3. 7.5.3 CMD2 寄存器（地址 = 1Eh）[复位 = 0000h]
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 瞬态热阻抗和电流能力
      3. 8.2.3 应用性能曲线图
      4. 8.2.4 PVDD 电容值估算
    3. 8.3 初始化设置
      1. 8.3.1 器件初始化 - NAD
      2. 8.3.2 器件初始化 - 配置
      3. 8.3.3 系统初始化
        1. 8.3.3.1 EN/EN1 和 DIS/EN2 功能检查
        2. 8.3.3.2 nFAULT 信令检查
        3. 8.3.3.3 器件时序检查
        4. 8.3.3.4 辅助逻辑检查
      4. 8.3.4 开启继电器
      5. 8.3.5 关闭继电器
        1. 8.3.5.1 使用目标器件命令
        2. 8.3.5.2 使用广播命令
    4. 8.4 电源相关建议
      1. 8.4.1 PVDD 电源要求
      2. 8.4.2 PVDD 欠压瞬态 - 接触器抖动或焊接保护
    5. 8.5 布局
      1. 8.5.1 布局指南
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 接收文档更新通知
    2. 9.2 支持资源
    3. 9.3 商标
    4. 9.4 静电放电警告
    5. 9.5 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息
    1. 11.1 封装选项附录
    2. 11.2 卷带封装信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息
6.3.5.1.2 PWM 周期控制

启用内部调节后，该器件会实现一种逐周期峰值电流调节算法，该算法主要基于 IPROPIx 引脚上表示的低侧电流检测，以及基于内部 RINT 电阻上冗余电流检测的额外高侧检测信息和纹波控制。此外，该器件还实现了 BIST 和反馈超时功能。

DRV3946-Q1 调节方框图图 6-8 调节方框图

  • 基准生成块包含 DAC，其输出电压由用户控制的寄存器位设定。HC 和 PC 基准由 DAC1 根据内部基准 (V5_S) 设置。DAC2 与 DAC1 输出成比例，并设置纹波电平和 UCLO 基准。

  • 主环路（或 IPROPI 环路）基于 IPROPI 引脚与 HC 和 PC 基准的比较。IPROPI 调节环路中的 CMP[1] 显示了这一比较。IPROPI 上的电压由负载电流检测 (LS + HS 电流检测) x RIPROPI 设置。

  • 纹波控制环路（或 RINT 环路）基于由 (负载电流 x RINT) 设置的内部电压与 +/-RippleH/RippleL 基准的比较。纹波控制环路块中的两个比较器 CMP[1] 和 CMP[0] 显示了这一情况。

  • 第四个比较器是 IPROPI 调节环路中的 CMP[0]，它用于启用欠电流锁定功能。

  • 低侧检测的一个比较器输出指示低侧电流检测是否有效（充电操作期间 LS FET 导通后、OUTx 转换为低电平后达到所需的精度电平）

  • 高侧检测的另一个比较器输出指示高侧检测是否有效（再循环操作期间 HS FET 导通后、OUTx 转换为高电平后达到所需的精度水平）

  • 如果 IPROPIx 引脚出现引脚功能丧失（短路或开路），该器件仍可根据纹波电流限制调节电流，同时通过 PWM 周期警告向用户发出引脚功能丧失的警告。

注：

对于这种逐周期峰值电流调节环路，应避免在 IPROPIx 引脚上连接外部电容。

下方显示了具有和不具有周期跳跃的 PWM 周期的流程图：

DRV3946-Q1 启用周期跳跃的 PWM 周期 [PWM_CYCLE_SKIP_DIS = 0]图 6-9 启用周期跳跃的 PWM 周期 [PWM_CYCLE_SKIP_DIS = 0]

DRV3946-Q1 禁用周期跳跃的 PWM 周期 [PWM_CYCLE_SKIP_DIS = 1]图 6-10 禁用周期跳跃的 PWM 周期 [PWM_CYCLE_SKIP_DIS = 1]

典型的正常序列（以粗体突出显示）如下所示：

  • 新 PWM 周期开始（PWM 周期由 FC、FSS_SEL 设置）

  • CMP_IPROPI = [0X] => 表示高侧检测到的再循环电流小于目标值

  • PWM - 低侧导通（充电）

  • 等待 LS_SNS_OK

  • CMP_IPROPI = [10] => 表示低侧检测到的充电电流大于目标值

  • PWM - RECIRC（再循环）

  • 等待 HS_SNS_OK

  • PWM 周期到期，表示周期结束

备用路径显示了比较器输出不符合预期时的 PWM 调节行为。出现这种情况的原因可能有多种，例如：

  • PVDD 电源电平（继电器的高侧）

  • PWM 频率选择

  • 压摆率

  • 负载阻抗

  • IPROPI 引脚功能丧失、负载阻抗变化以及比较器故障等故障场景。

在这些情况下，该器件会尝试保持电流电平，同时统计每个异常调节路径。仅当异常行为超过“8”个 PWM 周期时，才会出现警告标志。正常的连续“16”PWM 周期操作会将所有警告计数器复位。

警告标志包括：

  • LS / HS SNS 超时

  • 纹波警告 – 低/高

  • 低电流警告（电流 < 目标值，即使 LS 为 100% 导通也是如此）

  • 周期跳跃警告

  • 欠流锁定警告（如果 UCLO_EN = 0）

  • 器件 BIST 警告

  • 欠流锁定是导致驱动器进入高阻态（可选 - 由 UCLO_EN 位启用）的唯一路径。UCLO 的滤波时间（基于 PWM 周期）可通过 UCLO_FAULT_FLTR 进行配置。当 UCLO_EN 位被禁用时，会发出 UCLO 警告。

  • 有关更多详细信息，请参阅导通状态诊断下基于 PWM 周期的警告