ZHCSY02 March   2025 DRV8001-Q1

ADVANCE INFORMATION  

  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 RHA 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 - 并行输出
          2. 7.4.2.1.2 高侧驱动器 PWM 发生器
            1. 7.4.2.1.2.1 恒流模式
            2. 7.4.2.1.2.2 OUT7 HS ITRIP 行为
            3. 7.4.2.1.2.3 高侧驱动器 - 并行输出
          3. 7.4.2.1.3 高侧驱动器保护电路
            1. 7.4.2.1.3.1 高侧驱动器内部二极管
            2. 7.4.2.1.3.2 高侧驱动器过流保护
            3. 7.4.2.1.3.3 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 半桥 ITRIP 调节
        3. 7.4.4.3 半桥保护和诊断
          1. 7.4.4.3.1 半桥关断状态诊断 (OLP)
          2. 7.4.4.3.2 半桥有源开路负载检测 (OLA)
          3. 7.4.4.3.3 半桥过流保护
      5. 7.4.5 检测输出 (IPROPI)
      6. 7.4.6 保护电路
        1. 7.4.6.1 故障复位 (CLR_FLT)
        2. 7.4.6.2 DVDD 逻辑电源上电复位 (DVDD_POR)
        3. 7.4.6.3 PVDD 电源欠压监测器 (PVDD_UV)
        4. 7.4.6.4 VCP 电荷泵欠压锁定 (VCP_UV)
        5. 7.4.6.5 热仪表组
        6. 7.4.6.6 看门狗计时器
        7. 7.4.6.7 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. DRV8001-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
    4. 8.4 DRV8001-Q1_STATUS 寄存器
    5. 8.5 DRV8001-Q1_CNFG 寄存器
    6. 8.6 DRV8001-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
    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:当电子铬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。

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)
  • DAC 复位(EC_V_TAR 置为“00000”)
  • 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,并将所需的值写入寄存器 HS_EC_HEAT_CTRL 中的 EC_V_TAR 位。

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:如果放电期间流入 ECFB 引脚 LS MOSFET 的负载电流超过过流阈值 IOC_ECFB 的持续时间长于 tDG_OC_ECFB,则 LS MOSFET 为 Hi-Z(锁存)或根据 OUT7 ITRIP 设置进入固定频率调节模式。过流状态位 ECFB_OC 置位,且 EC_HEAT 置位。过流故障响应可通过寄存器 EC_CNFG 中的 EC_FLT_MODE 位进行配置。ITRIP 设置与 OUT7 ITRIP 设置共享。

表 7-19 放电过流保护
EC_FLT_MODE 故障响应
0b 锁存 (Hi-Z)
1b ITRIP(OUT7 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。

对于 EC 直接由 PVDD 供电的配置,当 EC 调节激活时,可使用三个基于比较器的检测电路来代替 OUT11 保护和检测电路。其中包括:

  • ECFB 上的电池短路检测(过压)
  • ECFB 上的接地短路检测(欠压)
  • ECFB 上的开路负载检测

EC 直接由 PVDD 供电:当 EC 模块直接由 PVDD 供电时,可通过寄存器 EC_CNFG 中的 ECFB_OV_MODE ECFB_UV_MODEECDRV_OL_EN 位独立使能电池短路、接地短路和开路负载检测电路。如果需要额外的诊断,无论 EC 电源配置如何,都可以使能这些检测电路。但是,如果不需要这些电路,TI 建议禁用寄存器中的电路。

DRV8001-Q1 电子铬直接由 PVDD 供电(OUT11 独立)图 7-10 电子铬直接由 PVDD 供电(OUT11 独立)

电池短路/OV 检测:当 ECFB 电压超过 PVDD - 1V 或阈值 VECFB_OV 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 = 10b,当 ECFB 电压超过 ECFB_OV 的时间长于编程的抗尖峰脉冲时间 tECFB_OV_DG 时、则 EC_HEAT_ITRIP_STAT 寄存器中 ECFB_OV 位会置位,且寄存器 IC_STAT1 中的 EC_HEAT 故障位会置位。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 7-20 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
表 7-21 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

接地短路/UV 检测:当检测到 ECFB 电压低于编程的阈值 VECFB_UV_TH 的持续时间超过编程的抗尖峰脉冲时间 tECFB_UV_DG 时,会检测到 ECFB 欠压或对地短路。寄存器 EC_CNFG 中的 ECFB_UV_THECFB_UV_DG 位置位。

表 7-22 电子铬欠压阈值
ECFB_UV_TH 欠压阈值
0b 100mV
1b 200mV
注: 当使能接地短路/欠压检测时,如果 ECFB 目标电压设置为低于编程的阈值(分辨率的最低 4 位或 8 位,具体取决于 ECFB_UV_TH),则会检测到接地短路/欠压。如果需要进行接地短路/欠压检测,请避免设置这些目标电压值,以防止接地短路/欠压情况的误诊断。

对于欠压故障响应控制,可以在寄存器 EC_CNFG 中配置 ECFB_UV_MODE 位。如果 ECFB_UV_MODE = 00b,则当 ECFB 电压降至低于 ECFB_UV 时不会执行任何操作。对于 ECFB_UV_MODE = 10b,则 EC_HEAT_ITRIP_STAT 寄存器中的 ECFB_UV 位会置位,且 IC_STAT1 寄存器中的 EC_HEAT 故障位会置位。对于 ECFB_UV_MODE = 10b,当 ECFB 上发生 UV 时,ECDRV 引脚会被下拉,并且 ECFB LS FET 为 Hi-Z。故障在与 ECFB_UV_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 7-23 电子铬欠压故障响应
ECFB_UV_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
表 7-24 EC 欠压抗尖峰脉冲时间
ECFB_UV_DG 抗尖峰脉冲时间
00b 20μs
01b 50μs
10b 100μs
11b 200μs

PVDD 供电的 EC 开路负载检测:如果 EC 模块未配置为使用 OUT11 供电,则可以使用寄存器 EC_CNFG 中的 ECDRV_OL_EN 位使能单独的 EC 开路负载检测电路。使能后,电流源会将小电流注入 ECFB 节点,然后 ECFB 电压将与开路负载阈值电压进行比较。如果超过开路负载阈值,则会检测到开路负载条件,且 ECFB_OL 位会置位。下面的真值表显示了开路负载和电池短路检测状态的可能值:

表 7-25 开路负载和过压检测真值表
ECFB_OL ECFB_OV 状态
1b 1b 电池短路/过压
1b 0b 开路负载
0b 1b 无法实现
0b 0b 正常运行