ZHCSXN2 December   2024 MCF8315D

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 引脚配置和功能
  6. 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 标准和快速模式下 SDA 和 SCL 总线的特征
  7. 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  输出级
      2. 6.3.2  器件接口
        1. 6.3.2.1 接口 - 控制和监控
        2. 6.3.2.2 I2C 接口
      3. 6.3.3  混合模式降压稳压器
        1. 6.3.3.1 以电感器模式降压
        2. 6.3.3.2 以电阻器模式降压
        3. 6.3.3.3 具有外部 LDO 的降压稳压器
        4. 6.3.3.4 降压稳压器上的 AVDD 电源时序
        5. 6.3.3.5 混合模式降压运行和控制
      4. 6.3.4  AVDD 线性稳压器
      5. 6.3.5  电荷泵
      6. 6.3.6  压摆率控制
      7. 6.3.7  跨导(死区时间)
      8. 6.3.8  电机控制输入源
        1. 6.3.8.1 模拟模式电机控制
        2. 6.3.8.2 PWM 模式电机控制
        3. 6.3.8.3 基于 I2C 的电机控制
        4. 6.3.8.4 频率模式电机控制
        5. 6.3.8.5 输入基准曲线
          1. 6.3.8.5.1 线性控制曲线
          2. 6.3.8.5.2 阶梯控制曲线
          3. 6.3.8.5.3 正向/反向曲线
          4. 6.3.8.5.4 多基准模式运行
          5. 6.3.8.5.5 不使用分析器情况下的输入基准传递函数
      9. 6.3.9  在不同初始条件下启动电机
        1. 6.3.9.1 案例 1 – 电机静止
        2. 6.3.9.2 案例 2 – 电机正向旋转
        3. 6.3.9.3 案例 3 – 电机反向旋转
      10. 6.3.10 电机启动顺序 (MSS)
        1. 6.3.10.1 初始速度检测 (ISD)
        2. 6.3.10.2 电机重新同步
        3. 6.3.10.3 反向驱动
          1. 6.3.10.3.1 反向驱动调谐
        4. 6.3.10.4 电机启动
          1. 6.3.10.4.1 对齐
          2. 6.3.10.4.2 双对齐
          3. 6.3.10.4.3 初始位置检测 (IPD)
            1. 6.3.10.4.3.1 IPD 运行
            2. 6.3.10.4.3.2 IPD 释放模式
            3. 6.3.10.4.3.3 IPD 超前角度
          4. 6.3.10.4.4 显示首个周期启动
          5. 6.3.10.4.5 开环
          6. 6.3.10.4.6 从开环转换到闭环
      11. 6.3.11 闭环运行
        1. 6.3.11.1 闭环加速/减速压摆率
        2. 6.3.11.2 速度 PI 控制
        3. 6.3.11.3 电流 PI 控制
        4. 6.3.11.4 电源控制模式
        5. 6.3.11.5 电流(扭矩)控制模式
        6. 6.3.11.6 调制指数控制
        7. 6.3.11.7 过调制
        8. 6.3.11.8 电机速度限制
        9. 6.3.11.9 输入直流功率限制
      12. 6.3.12 弱磁控制
      13. 6.3.13 电机参数
        1. 6.3.13.1 电机电阻
        2. 6.3.13.2 电机电感
        3. 6.3.13.3 电机反电动势常数
      14. 6.3.14 电机参数提取工具 (MPET)
      15. 6.3.15 防电压浪涌 (AVS)
      16. 6.3.16 主动制动
      17. 6.3.17 输出 PWM 开关频率
      18. 6.3.18 PWM 抖动
      19. 6.3.19 PWM 调制方案
      20. 6.3.20 死区时间补偿
      21. 6.3.21 电机停止运转选项
        1. 6.3.21.1 滑行(高阻态)模式
        2. 6.3.21.2 再循环模式
        3. 6.3.21.3 低侧制动
        4. 6.3.21.4 高侧制动
        5. 6.3.21.5 主动降速
      22. 6.3.22 对齐制动
      23. 6.3.23 FG 配置
        1. 6.3.23.1 FG 输出频率
        2. 6.3.23.2 开环和闭环状态期间的 FG
        3. 6.3.23.3 故障和空闲状态期间的 FG
      24. 6.3.24 保护功能
        1. 6.3.24.1  VM 电源欠压锁定
        2. 6.3.24.2  AVDD 欠压锁定 (AVDD_UV)
        3. 6.3.24.3  降压欠压锁定 (BUCK_UV)
        4. 6.3.24.4  VCP 电荷泵欠压锁定 (CPUV)
        5. 6.3.24.5  过压保护 (OVP)
        6. 6.3.24.6  过流保护 (OCP)
          1. 6.3.24.6.1 OCP 锁存关断 (OCP_MODE = 00b)
          2. 6.3.24.6.2 OCP 自动重试 (OCP_MODE = 01b)
        7. 6.3.24.7  降压过流保护
        8. 6.3.24.8  硬件锁定检测电流限制 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 6.3.24.8.1 HW_LOCK_ILIMIT 锁存关断
          2. 6.3.24.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自动恢复
          3. 6.3.24.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 仅报告
          4. 6.3.24.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 已禁用
        9. 6.3.24.9  锁定检测电流限制 (LOCK_ILIMIT)
          1. 6.3.24.9.1 LOCK_ILIMIT 锁存关断
          2. 6.3.24.9.2 LOCK_ILIMIT 自动恢复
          3. 6.3.24.9.3 LOCK_ILIMIT 仅报告
          4. 6.3.24.9.4 LOCK_ILIMIT 已禁用
        10. 6.3.24.10 电机锁定检测
          1. 6.3.24.10.1 锁定 1:异常速度 (ABN_SPEED)
          2. 6.3.24.10.2 锁定 2:异常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 6.3.24.10.3 Lock3:无电机故障 (NO_MTR)
        11. 6.3.24.11 电机锁定 (MTR_LCK)
          1. 6.3.24.11.1 MTR_LCK 锁存关断
          2. 6.3.24.11.2 MTR_LCK 自动恢复
          3. 6.3.24.11.3 MTR_LCK 仅报告
          4. 6.3.24.11.4 MTR_LCK 已禁用
        12. 6.3.24.12 EEPROM 故障
        13. 6.3.24.13 I2C CRC 故障
        14. 6.3.24.14 最小 VM(欠压)保护
        15. 6.3.24.15 最大 VM(过压)保护
        16. 6.3.24.16 MPET 故障
        17. 6.3.24.17 IPD 故障
        18. 6.3.24.18 FET 热警告 (OTW)
        19. 6.3.24.19 FET 热关断 (TSD_FET)
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 功能模式
        1. 6.4.1.1 睡眠模式
        2. 6.4.1.2 待机模式
        3. 6.4.1.3 故障复位 (CLR_FLT)
    5. 6.5 外部接口
      1. 6.5.1 DRVOFF 功能
      2. 6.5.2 DAC 输出
      3. 6.5.3 电流检测输出
      4. 6.5.4 振荡源
        1. 6.5.4.1 外部时钟源
      5. 6.5.5 外部看门狗
    6. 6.6 EEPROM 访问和 I2C 接口
      1. 6.6.1 EEPROM 访问
        1. 6.6.1.1 EEPROM 写入
        2. 6.6.1.2 EEPROM 读取
        3. 6.6.1.3 EEPROM Security
      2. 6.6.2 I2C 串行接口
        1. 6.6.2.1 I2C 数据字
        2. 6.6.2.2 I2C 写入事务
        3. 6.6.2.3 I2C 读取事务
        4. 6.6.2.4 I2C 通信协议数据包示例
        5. 6.6.2.5 I2C 时钟延展
        6. 6.6.2.6 CRC 字节计算
  8. EEPROM(非易失性)寄存器映射
    1. 7.1 Algorithm_Configuration 寄存器
    2. 7.2 Fault_Configuration 寄存器
    3. 7.3 Hardware_Configuration 寄存器
    4. 7.4 Internal_Algorithm_Configuration 寄存器
  9. RAM(易失性)寄存器映射
    1. 8.1 Fault_Status 寄存器
    2. 8.2 System_Status 寄存器
    3. 8.3 器件控制寄存器
    4. 8.4 Algorithm_Control 寄存器
    5. 8.5 算法变量寄存器
  10. 应用和实施
    1. 9.1 应用信息
    2. 9.2 典型应用
      1. 9.2.1 应用曲线
        1. 9.2.1.1 电机启动
        2. 9.2.1.2 MPET
        3. 9.2.1.3 死区时间补偿
        4. 9.2.1.4 自动转换
        5. 9.2.1.5 抗电压浪涌 (AVS)
        6. 9.2.1.6 使用 DACOUT 进行实时变量跟踪
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 大容量电容
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 布局示例
      3. 9.4.3 散热注意事项
        1. 9.4.3.1 功率耗散
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 支持资源
    2. 10.2 商标
    3. 10.3 静电放电警告
    4. 10.4 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

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

Fault_Configuration 寄存器

表 7-17 列出了 Fault_Configuration 寄存器的存储器映射寄存器。表 7-17 中未列出的所有寄存器偏移地址都应视为保留的位置,并且不应修改寄存器内容。

表 7-17 FAULT_CONFIGURATION 寄存器
偏移首字母缩写词寄存器名称部分
90hFAULT_CONFIG1故障配置 1节 7.2.1
92hFAULT_CONFIG2故障配置 2节 7.2.2

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。表 7-18 展示了适用于此部分中访问类型的代码。

表 7-18 Fault_Configuration 访问类型代码
访问类型代码说明
读取类型
RR读取
写入类型
WW写入
复位或默认值
-n复位后的值或默认值

7.2.1 FAULT_CONFIG1 寄存器(偏移 = 90h)[复位 = 00000000h]

图 7-15 展示了 FAULT_CONFIG1,表 7-19 中对此进行了介绍。

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用于配置故障设置 1 的寄存器

图 7-15 FAULT_CONFIG1 寄存器
3130292827262524
奇偶校验ILIMITHW_LOCK_ILIMIT
R/W-0hR/W-0hR/W-0h
2322212019181716
HW_LOCK_ILIMITLOCK_ILIMITEEP_FAULT_MODELOCK_ILIMIT_MODE
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
15141312111098
LOCK_ILIMIT_MODELOCK_ILIMIT_DEGLCK_RETRY
R/W-0hR/W-0hR/W-0h
76543210
LCK_RETRYCRC_ERR_MODEMTR_LCK_MODEIPD_TIMEOUT_FAULT_ENIPD_FREQ_FAULT_ENSATURATION_FLAGS_EN
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
表 7-19 FAULT_CONFIG1 寄存器字段说明
字段类型复位说明
31奇偶校验R/W0h奇偶校验位
30-27ILIMITR/W0h闭环中 Iq 轴(扭矩)电流基准的电流限制
  • 0h = 0.078A
  • 1h = 0.156A
  • 2h = 0.312A
  • 3h = 0.625A
  • 4h = 0.937A
  • 5h = 1.250A
  • 6h = 1.562A
  • 7h = 1.875A
  • 8h = 2.187A
  • 9h = 2.5A
  • Ah = 2.812A
  • Bh = 3.125A
  • Ch = 3.437A
  • Dh = 3.75A
  • Eh = 不适用
  • Fh = 不适用
26-23HW_LOCK_ILIMITR/W0h基于比较器的锁定检测电流限值
  • 0h = 0.078A
  • 1h = 0.156A
  • 2h = 0.312A
  • 3h = 0.625A
  • 4h = 0.937A
  • 5h = 1.250A
  • 6h = 1.562A
  • 7h = 1.875A
  • 8h = 2.187A
  • 9h = 2.5A
  • Ah = 2.812A
  • Bh = 3.125A
  • Ch = 3.437A
  • Dh = 3.75A
  • Eh = 不适用
  • Fh = 不适用
22-19LOCK_ILIMITR/W0h基于 ADC 的锁定检测电流阈值
  • 0h = 0.078A
  • 1h = 0.156A
  • 2h = 0.312A
  • 3h = 0.625A
  • 4h = 0.937A
  • 5h = 1.250A
  • 6h = 1.562A
  • 7h = 1.875A
  • 8h = 2.187A
  • 9h = 2.5A
  • Ah = 2.812A
  • Bh = 3.125A
  • Ch = 3.437A
  • Dh = 3.75A
  • Eh = 不适用
  • Fh = 不适用
18EEP_FAULT_MODER/W0hEEPROM 故障的故障响应类型
  • 0h = 锁存故障
  • 1h = 仅报告故障
17-15LOCK_ILIMIT_MODER/W0h锁定电流限值模式
  • 0h = Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器被设置为三态
  • 1h = Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通)
  • 2h = Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通)
  • 3h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁定故障;栅极驱动器被设置为三态;nFAULT 有效
  • 4h = 故障在 AUTO_RETRY_TIMES 之后的 LCK_RETRY 时间自动清除;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 5h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁存故障;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 6h = 仅报告 Ilimit 锁定检测电流限值,不执行任何操作;nFAULT 有效
  • 7h = 禁用 ILIMIT 锁定
14-11LOCK_ILIMIT_DEGR/W0h锁定电流限值检测抗尖峰脉冲时间
  • 0h = 无抗尖峰脉冲
  • 1h = 0.1ms
  • 2h = 0.2ms
  • 3h = 0.5ms
  • 4h = 1ms
  • 5h = 2.5ms
  • 6h = 5ms
  • 7h = 7.5ms
  • 8h = 10ms
  • 9h = 25ms
  • Ah = 50ms
  • Bh = 75ms
  • Ch = 100ms
  • Dh = 200ms
  • Eh = 500ms
  • Fh = 1000ms
10-7LCK_RETRYR/W0h锁定检测重试时间
  • 0h = 300ms
  • 1h = 500ms
  • 2h = 1s
  • 3h = 2s
  • 4h = 3s
  • 5h = 4s
  • 6h = 5s
  • 7h = 6s
  • 8h = 7s
  • 9h = 8s
  • Ah = 9s
  • Bh = 10s
  • Ch = 11s
  • Dh = 12s
  • Eh = 13s
  • Fh = 14s
6CRC_ERR_MODER/W0hCRC(在 I2C 通信中)错误模式
  • 0h = I2C 上的 CRC 错误导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器被设置为三态
  • 1h = I2C 上的 CRC 错误导致仅报告故障,而不执行任何操作;nFAULT 有效
5-3MTR_LCK_MODER/W0h电机锁定模式
  • 0h = 电机锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器被设置为三态
  • 1h = 电机锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通)
  • 2h = 电机锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通)
  • 3h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁定故障;栅极驱动器被设置为三态;nFAULT 有效
  • 4h = 故障在 AUTO_RETRY_TIMES 之后的 LCK_RETRY 时间自动清除;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 5h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁存故障;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 6h = 仅报告电机锁定检测电流限值,不执行任何操作;nFAULT 有效
  • 7h = 禁用 MTR 锁定
2IPD_TIMEOUT_FAULT_ENR/W0h启用 IPD 超时故障
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用
1IPD_FREQ_FAULT_ENR/W0h启用 IPD 频率故障
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用
0SATURATION_FLAGS_ENR/W0h启用电流环路和速度环路饱和指示
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用

7.2.2 FAULT_CONFIG2 寄存器(偏移 = 92h)[复位 = 00000000h]

图 7-16 展示了 FAULT_CONFIG2,表 7-20 中对此进行了介绍。

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用于配置故障设置 2 的寄存器

图 7-16 FAULT_CONFIG2 寄存器
3130292827262524
奇偶校验LOCK1_ENLOCK2_ENLOCK3_ENLOCK_ABN_SPEEDABNORMAL_BEMF_THR
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
2322212019181716
ABNORMAL_BEMF_THRNO_MTR_THRHW_LOCK_ILIMIT_MODE
R/W-0hR/W-0hR/W-0h
15141312111098
HW_LOCK_ILIMIT_DEGVOLTAGE_HYSTERESISMIN_VM_MOTOR
R/W-0hR/W-0hR/W-0h
76543210
MIN_VM_MODEMAX_VM_MOTORMAX_VM_MODEAUTO_RETRY_TIMES
R/W-0hR/W-0hR/W-0hR/W-0h
表 7-20 FAULT_CONFIG2 寄存器字段说明
字段类型复位说明
31奇偶校验R/W0h奇偶校验位
30LOCK1_ENR/W0h启用锁定 1(异常速度)
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用
29LOCK2_ENR/W0h启用锁定 2(异常 BEMF)
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用
28LOCK3_ENR/W0h启用锁定 3(无电机)
  • 0h = 禁用
  • 1h = 启用
27-25LOCK_ABN_SPEEDR/W0h异常速度锁定阈值(占 MAX_SPEED 的百分比)
  • 0h = 130%
  • 1h = 140%
  • 2h = 150%
  • 3h = 160%
  • 4h = 170%
  • 5h = 180%
  • 6h = 190%
  • 7h = 200%
24-22ABNORMAL_BEMF_THRR/W0h异常 BEMF 锁定阈值(占预期 BEMF 的百分比)
  • 0h = 40%
  • 1h = 45%
  • 2h = 50%
  • 3h = 55%
  • 4h = 60%
  • 5h = 65%
  • 6h = 67.5%
  • 7h = 70%
21-19NO_MTR_THRR/W0h无电机锁定阈值
  • 0h = 0.023A
  • 1h = 0.046A
  • 2h = 0.062A
  • 3h = 0.078A
  • 4h = 0.156A
  • 5h = 0.312A
  • 6h = 0.468A
  • 7h = 0.625A
18-16HW_LOCK_ILIMIT_MODER/W0h硬件锁定电流限值模式
  • 0h = 硬件 Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器被设置为三态
  • 1h = 硬件 Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通)
  • 2h = 硬件 Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nFAULT 有效;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通)
  • 3h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁定故障;栅极驱动器被设置为三态;nFAULT 有效
  • 4h = 故障在 AUTO_RETRY_TIMES 之后的 LCK_RETRY 时间自动清除;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 5h = 故障在 LCK_RETRY 时间后自动清除。重试次数被限制为 AUTO_RETRY_TIMES。如果重试次数超过 AUTO_RETRY_TIMES,则锁存故障;栅极驱动器处于高侧制动模式(所有高侧 FET 都导通);nFAULT 有效
  • 6h = 仅报告硬件 Ilimit 锁定检测电流限值,不执行任何操作;nFAULT 有效
  • 7h = 禁用硬件 ILIMIT 锁定
15-13HW_LOCK_ILIMIT_DEGR/W0h硬件锁定电流限值抗尖峰脉冲时间
  • 0h = 无抗尖峰脉冲
  • 1h = 1µs
  • 2h = 2µs
  • 3h = 3µs
  • 4h = 4µs
  • 5h = 5µs
  • 6h = 6µs
  • 7h = 7µs
12-11VOLTAGE_HYSTERESISR/W0h控制器过压和欠压故障迟滞。故障在阈值时触发,在阈值 ± 迟滞时清除(对于 UV,为 +;而对于 OV,则为 -)。
  • 0h = 0.5V
  • 1h = 1V
  • 2h = 2V
  • 3h = 3V
10-8MIN_VM_MOTORR/W0h控制器欠压故障阈值 - 电机运行的最小直流总线电压
  • 0h = 无限值
  • 1h = 6 V
  • 2h = 7V
  • 3h = 8V
  • 4h = 10V
  • 5h = 14V
  • 6h = 16V
  • 7h = 18V
7MIN_VM_MODER/W0h直流总线(控制器)欠压故障恢复模式
  • 0h = 欠压锁存
  • 1h = 如果电压处于界定范围之内,则自动清除
6-4MAX_VM_MOTORR/W0h控制器过压故障阈值 - 电机运行的最大直流总线电压
  • 0h = 无限值
  • 1h = 18 V
  • 2h = 20V
  • 3h = 22V
  • 4h = 28V
  • 5h = 30V
  • 6h = 32V
  • 7h = 34V
3MAX_VM_MODER/W0h直流总线(控制器)过压故障恢复模式
  • 0h = 过压锁存
  • 1h = 如果电压处于界定范围之内,则自动清除
2-0AUTO_RETRY_TIMESR/W0h自动重试尝试次数
  • 0h = 无限值
  • 1h = 2
  • 2h = 3
  • 3h = 5
  • 4h = 7
  • 5h = 10
  • 6h = 15
  • 7h = 20