ZHCSZ00A May   2024  – September 2025 DRV8000-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 器件比较
  6. 引脚配置和功能
  7. 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级 - 汽车
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息 RGZ 封装
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 时序要求
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 外部组件
    4. 7.4 特性说明
      1. 7.4.1 加热器 MOSFET 驱动器
        1. 7.4.1.1 加热器 MOSFET 驱动器控制
        2. 7.4.1.2 加热器 MOSFET 驱动器保护
          1. 7.4.1.2.1 加热器 SH_HS 内部二极管
          2. 7.4.1.2.2 加热器 MOSFET VDS 过流保护 (HEAT_VDS)
          3. 7.4.1.2.3 加热器 MOSFET 开路负载检测
      2. 7.4.2 高侧驱动器
        1. 7.4.2.1 高侧驱动器控制
          1. 7.4.2.1.1 高侧驱动器 PWM 发生器
          2. 7.4.2.1.2 恒流模式
          3. 7.4.2.1.3 OUTx HS ITRIP 行为
          4. 7.4.2.1.4 高侧驱动器 - 并行输出
        2. 7.4.2.2 高侧驱动器保护电路
          1. 7.4.2.2.1 高侧驱动器内部二极管
          2. 7.4.2.2.2 高侧驱动器短路保护
          3. 7.4.2.2.3 高侧驱动器过流保护
          4. 7.4.2.2.4 高侧驱动器开路负载检测
      3. 7.4.3 电致变色玻璃驱动器
        1. 7.4.3.1 电致变色驱动器控制
        2. 7.4.3.2 电致变色驱动器保护
      4. 7.4.4 半桥驱动器
        1. 7.4.4.1 半桥控制
        2. 7.4.4.2 OUT1 和 OUT2 高侧驱动器模式
        3. 7.4.4.3 半桥寄存器控制
        4. 7.4.4.4 半桥 ITRIP 调节
        5. 7.4.4.5 半桥保护和诊断
          1. 7.4.4.5.1 半桥关断状态诊断 (OLP)
          2. 7.4.4.5.2 半桥开路负载检测
          3. 7.4.4.5.3 半桥过流保护
      5. 7.4.5 栅极驱动器
        1. 7.4.5.1 输入 PWM 模式
          1. 7.4.5.1.1 半桥控制
          2. 7.4.5.1.2 H 桥控制
          3. 7.4.5.1.3 DRVOFF - 栅极驱动器关断引脚
        2. 7.4.5.2 智能栅极驱动器 - 功能方框图
          1. 7.4.5.2.1  智能栅极驱动器
          2. 7.4.5.2.2  功能方框图
          3. 7.4.5.2.3  压摆率控制 (IDRIVE)
          4. 7.4.5.2.4  栅极驱动器状态机 (TDRIVE)
            1. 7.4.5.2.4.1 tDRIVE 计算示例
          5. 7.4.5.2.5  传播延迟降低 (PDR)
          6. 7.4.5.2.6  PDR 预充电/预放电控制环路运行详细信息
          7. 7.4.5.2.7  PDR 后充电/后放电控制环路运行详细信息
            1. 7.4.5.2.7.1 PDR 充电后/放电后设置
          8. 7.4.5.2.8  检测驱动和续流 MOSFET
          9. 7.4.5.2.9  自动占空比补偿 (DCC)
          10. 7.4.5.2.10 闭环压摆时间控制 (STC)
            1. 7.4.5.2.10.1 STC 控制环路设置
        3. 7.4.5.3 三倍器(双极)电荷泵
        4. 7.4.5.4 宽共模差分电流分流放大器
        5. 7.4.5.5 栅极驱动器保护电路
          1. 7.4.5.5.1 MOSFET VDS 过流保护 (VDS_OCP)
          2. 7.4.5.5.2 栅极驱动器故障 (VGS_GDF)
          3. 7.4.5.5.3 离线短路和开路负载检测(OOL 和 OSC)
      6. 7.4.6 检测输出 (IPROPI)
      7. 7.4.7 保护电路
        1. 7.4.7.1 故障复位 (CLR_FLT)
        2. 7.4.7.2 DVDD 逻辑电源上电复位 (DVDD_POR)
        3. 7.4.7.3 PVDD 电源欠压监测器 (PVDD_UV)
        4. 7.4.7.4 PVDD 电源过压监测器 (PVDD_OV)
        5. 7.4.7.5 VCP 电荷泵欠压锁定 (VCP_UV)
        6. 7.4.7.6 热仪表组
        7. 7.4.7.7 看门狗计时器
        8. 7.4.7.8 故障检测和响应汇总表
    5. 7.5 编程
      1. 7.5.1 串行外设接口 (SPI)
      2. 7.5.2 SPI 格式
      3. 7.5.3 时序图
  9. DRV8000-Q1 寄存器映射
    1. 8.1 DRV8000-Q1_STATUS 寄存器
    2. 8.2 DRV8000-Q1_CNFG 寄存器
    3. 8.3 DRV8000-Q1_CTRL 寄存器
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 IDRIVE 计算示例
        2. 9.2.2.2 tDRIVE 计算示例
        3. 9.2.2.3 最大 PWM 开关频率
        4. 9.2.2.4 电流分流放大器配置
    3. 9.3 初始化设置
    4. 9.4 电源相关建议
      1. 9.4.1 确定大容量电容器的大小
    5. 9.5 布局
      1. 9.5.1 布局指南
      2. 9.5.2 布局示例
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 接收文档更新通知
    2. 10.2 支持资源
    3. 10.3 商标
    4. 10.4 静电放电警告
    5. 10.5 术语表
  12. 11预量产版修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息
    1. 12.1 封装选项附录
    2. 12.2 卷带包装信息

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

电致变色驱动器保护

电致变色驱动器模块具有多个针对充电和放电状态的保护和检测电路。这些电路包括基于比较器的检测电路、在 EC 充电状态期间激活的 OUT11 保护电路(当采用 OUT11 供电配置时)以及 ECFB 低侧放电 MOSFET 上的保护电路。

EC 由 OUT11 供电:当电致变色驱动器配置为由集成式高侧驱动器 OUT11 供电时,可提供与其他高侧驱动器相同的保护和诊断功能(例如,在过流检测期间,控制环路会关闭)。当电子铬处于充电状态(电压斜升)时,这些高侧驱动器保护被激活。当处于 OUT11 EC 模式 (OUT11_EC_MODE = 1b) 时,无法在 PWM 模式下控制 OUT11,并且 EC_CNFG 用于配置诊断。对于 EC_OUT11_OCP_DG,当 VPVDD < 20V 时,抗尖峰脉冲选项(6μs、10μs、15μs 和 60μs)可用。当 VPVDD > 20V 时,抗尖峰脉冲时间自动减少到 10μs。

EC 充电期间 OUT11 上发生故障:如果在 EC_ON = 1b(使能 EC 控制)时 OUT11 上发生过热关断故障(区域 3 或 4)或过流故障:

  • OUT11 关断(状态寄存器组)
  • ECDRV 引脚被拉至接地
  • EC_ON 保持为“1”
  • ECFB_LS_EN 保持为编程设置的状态

要在 OUT11 故障后重启 EC 控制,控制器必须读取并清除相应的故障。发生重新启动时,驱动器恢复为 EC_V_TAR 的先前值。

如果在 EC 充电期间检测到 OUT11 上存在开路负载,则寄存器 HS_STAT 中的 OUT11_OLA 位置位。

放电过流保护 LS FET:在 ECFB 通过低侧 FET (LSFET) 放电期间,如果 ECFB 引脚上的负载电流超过过流阈值 (IOC_ECFB),则会检测到过流故障。过流故障响应可通过寄存器 EC_CNFG 中的 EC_FLT_MODE 位进行配置。

EC_FLT_MODE = 0b:

如果流经 EC LSFET 的电流在抗尖峰脉冲时间后超过 OCP 阈值 (IOC_ECFB),则 LSFET 被禁用。EC LSFET 的抗尖峰脉冲时间取决于 VPVDD。当 VPVDD < 20V 时,抗尖峰脉冲时间为 40μs。当 VPVDD > 20V 时,抗尖峰脉冲时间自动减少至 15μs。

EC_FLT_MODE = 1b:

如果在消隐时间后流经 EC LSFET 的电流超过 OCP 阈值 (IOC_ECFB) 的时间达到抗尖峰脉冲时间,则驱动器会进入过流恢复模式 (OCR),类似于 HS 驱动器 OUT7-12 的 ITRIP 调节。抗尖峰脉冲时间和 ITRIP 频率取自 OUT7 ITRIP 设置。

当 OCR 模式启用并且 ECFB_OV 位由于 ECFB 与 VPVDD 之间短路而为高电平时,驱动器将关断。无论 ECFB_OV_DG 配置设置如何,ECFB_OV 抗尖峰脉冲时间都为 20μs。

表 7-16 放电过流保护
EC_FLT_MODE 故障响应
0b 锁存 (Hi-Z)
1b 过流恢复(OUT7 ITRIP 设置)

检测到放电开路负载:在对 EC 放电时,还可以检测到开路负载。寄存器 EC_CNFG 中的 EC_OLEN 位必须置位。如果 ECFB 上的负载电流低于 IOL_ECFB_LS 的持续时间超过 tDG_OL_ECFB_LS,则开路负载状态位 ECFB_OL 会置位,且寄存器 IC_STAT1 中的 WARN 位会置位。

电池短路/OV 检测:

EC_ON = 1 的情况下 ECFB 电压超过阈值 VECFB_OV_TH 的持续时间长于抗尖峰脉冲时间 tECFB_OV_DG 时,检测到 ECFB 过压或电池短路。ECFB_OV_MODE 位决定了驱动器 ECFB 过压故障响应。EC 过压抗尖峰脉冲时间通过寄存器 EC_CNFG 中的 ECFB_OV_DG 位进行配置。

对于过压故障响应控制,可在寄存器 EC_CNFG 中配置 ECFB_OV_MODE 位。如果 ECFB_OV_MODE = 00b,则在该故障期间不会执行任何操作。对于 ECFB_OV_MODE = 01b,如果 ECFB 电压超过 3V 的时间长于编程的抗尖峰脉冲时间 tECFB_OV_DG,则会设置 EC_HEAT_ITRIP_STAT 寄存器中的 ECFB_OV 位,并设置寄存器 IC_STAT1 中的 EC_HEAT 故障位。对于 ECFB_OV_MODE = 10b,当 ECFB 上发生 OV 时,ECDRV 引脚会被下拉,并且 ECFB LS FET 为 Hi-Z。故障在与 ECFB_OV_MODE = 01b 时相同的寄存器中报告。

下表汇总了故障响应和位值:

表 7-17 电子铬过压故障响应
ECFB_OV_MODE 故障响应
00b 无操作
01b 在寄存器中报告故障
10b 将 ECDRV 和 ECFB LS FET 下拉,在寄存器中报告故障
11b 无操作
表 7-18 EC 过压抗尖峰脉冲时间
ECFB_OV_DG 抗尖峰脉冲时间
00b 20μs
01b 50μs
10b 100μs
11b 200μs

短路和开路负载检测:EC 诊断功能可配置为报告短路或开路负载。通过设置 EC_CNFG 寄存器中的 ECFB_DIAG 位来选择该模式,并且要求 EC_ON 位必须为 0b。

表 7-19 ECFB 诊断检测选项
ECFB_DIAG 检测设置
00b 禁用
01b 短路
10b 开路负载

短路检测:短路检测可以检测 ECFB 与 GND 之间的低阻抗条件。ECFB_SC_RSEL 位从 0.5Ω 到 3Ω 的范围中选择检测到短路的阻抗。比较电压 VECFB_SC_TH 与 IECFB_SC * ECFB_SC_RSEL。当 EC 放大器关闭、ECFB_DIAG = 01bEC_ON = 0b 时,以下短路检测运行:

  • 将 IECFB_SC 电流运行至 ECFB 引脚并等待初始 3ms 消隐时间
  • 如果启用短路检测后 ECFB 电压小于 I ECFB_SC * ECFB_SC_RSEL,通过设置 ECFB_DIAG_STAT = 1b 来记录一次短路 (ECFB_SC)。
  • 只要短路检测激活,IECFB_SC 就会继续通过 ECFB 引脚运行。
表 7-20 ECFB 诊断检测选项
ECFB_SC_RSEL 阻抗阈值
00b 0.5Ω
01b 1.0Ω
10b 2.0Ω
11b 3.0Ω

开路负载检测:ECFB_DIAG = 10b、EC_ON = 0b 且 EC 放大器关闭时,无源开路负载检测激活。当输出阻抗大于 4kΩ 时,会检测到开路负载,从而导致出现 ECFB 电压阈值 IECFB_OLP * 4kΩ,即 VECFB_OLP_TH。开路负载检测的程序如下:

  • 将 IECFB_OLP 电流运行至 ECFB 引脚并等待初始 3ms 消隐时间
  • 如果检测到的 ECFB 电压大于 VECFB_OLP_TH,则通过设置 ECFB_DIAG_STAT = 1b 来记录开路负载条件 (ECFB_OLP)。
  • 只要开路负载检测激活,IECFB_OLP 就会继续通过 ECFB 引脚运行。