ZHCSXN2 December   2024 MCF8315D

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 标准和快速模式下 SDA 和 SCL 总线的特征
  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  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. 7 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. 8 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. 9 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

6.3.24 保护功能

MCF8315D 针对许多故障事件提供了保护功能，包括电机锁定、VM 欠压、AVDD 欠压、降压欠压、电荷泵欠压、过热和过流事件。表 6-6 总结了不同故障的响应、恢复模式、功率级状态、报告机制。

注：
  1. 可操作故障（锁存或重试）始终在 nFAULT 引脚（逻辑低电平）上报告。
  2. 当 ALARM_PIN_EN 设置为 1b 时，将在 ALARM 引脚（逻辑高电平）上报告可操作故障（锁定或重试）。
  3. 仅当 ALARM_PIN_EN 设置为 0b 时，才会在 nFAULT（逻辑低电平）上报告仅报告故障。当 ALARM_PIN_EN 设置为 1b 时，仅在 ALARM 引脚（逻辑高电平）上报告仅报告故障，而 nFAULT 保持高电平（外部或内部上拉）。
  4. 多种故障场景的优先级顺序为锁存 > 较慢重试时间故障 > 较快重试时间故障 > 仅报告故障。例如，如果锁存和重试故障同时发生，则器件将保持锁存在故障模式，直到用户通过向 CLR_FLT 写入 1b 发出清除故障命令。如果同时发生两个重试时间不同的重试故障，则器件仅在重试时间较长（较慢）的时间过后才进行重试。
  5. 恢复仅指消除故障条件后 FET 的状态（高阻态或活动状态）。自动表示在故障条件消除后，当重试时间已过时，器件自动恢复（并且 FET 处于活动状态）。锁存表示器件等待清除故障条件（通过向 CLR_FLT 位写入 1b）以使 FET 再次处于活动状态。
  6. 在故障响应（FET 处于高阻态）后，可能需要多达 200ms，才会在 nFAULT 引脚（逻辑低电平）、ALARM 引脚（逻辑高电平）和故障状态寄存器上报告可操作（锁定或重试）故障。
  7. 发出 CLR_FLT 命令（通过 I2C）后，锁定的故障可能需要多达 200ms 才能清除。
  8. 当达到自动重试模式下配置的所有故障的自动重试尝试累计次数 (AUTO_RETRY_TIMES ≠ 000b) 时，故障状态会被锁存。在这种情况下，向 ALGO_CTRL1 寄存器中的 CLR_FLT 位写入 1b 时，需要向 CLR_FLT_RETRY_COUNT 位写入 1b，以便在清除锁存故障状态时将重试计数器复位为零。
表 6-6 故障操作和响应
故障条件配置报告FETs数字恢复
VM 欠压VVM < VUVLO（下降）——高阻态禁用自动：
VVM > VUVLO（上升）
AVDD 欠压VAVDD < VAVDD_UV（下降）——高阻态禁用自动：
VAVDD > VAVDD_UV（上升）
降压欠压
(BUCK_UV)		VFB_BK < VBK_UV（下降）——活动/高阻态活动/禁用自动：
VFB_BK > VBK_UV（上升）
电荷泵欠压
(VCP_UV)		VCP < VCPUV（下降）—nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动自动：
VVCP > VCPUV（上升）
过压保护
(OVP)		VVM > VOVP（上升）OVP_EN = 0b无活动活动无操作
OVP_EN = 1bnFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动自动：
VVM < VOVP（下降）
过流保护
(OCP)		IPHASE > IOCPOCP_MODE = 00bnFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
OCP_MODE = 01bnFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：
tRETRY
降压过流保护
(BUCK_OCP)		IBK > IBK_OCP——高阻态禁用自动
电机锁定
(MTR_LCK)		电机锁定：速度异常；无电机锁定；BEMF 异常MTR_LCK_MODE = 000bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 001bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 010bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 011bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 100bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 101bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 110bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动活动无操作
MTR_LCK_MODE = 111b无活动活动无操作
硬件锁定检测电流限制
(HW_LOCK_LIMIT)
VSOX > HW_LOCK_ILIMITHW_LOCK_ILIMIT_MODE = 000bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 001bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 010bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 011bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 100bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 101bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 110bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动活动无操作
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 111b无活动活动无操作
软件锁定检测电流限制
(LOCK_LIMIT)
VSOX > LOCK_ILIMITLOCK_ILIMIT_MODE = 000bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 001bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 010bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 011bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 100bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器低侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 101bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高侧制动活动重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 110bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动活动无操作
LOCK_ILIMIT_MODE = 111b无活动活动无操作
IPD 超时故障
（IPD_T1_FAULT 和 IPD_T2_FAULT）		IPD TIME > 500ms（大约），在 IPD 电流上升或下降期间IPD_TIMEOUT_FAULT_EN = 0b—活动活动无操作
IPD_TIMEOUT_FAULT_EN = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：tLCK_RETRY
IPD 频率故障
(IPD_FREQ_FAULT)		在前一个 IPD 脉冲中的电流衰减之前的 IPD 脉冲IPD_FREQ_FAULT_EN = 0b—活动活动无操作
IPD_FREQ_FAULT_EN = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动重试：tLCK_RETRY
MPET IPD 故障
(MPET_IPD_FAULT)		与 MPET R、L 测量期间的 IPD 超时故障相同—nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
MPET 反电动势故障
(MPET_BEMF_FAULT)		电机反电动势 < MPET Ke 和机械参数测量期间的 STAT_DETECT_THR—nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
最大 VM（过压）故障VVM > MAX_VM_MOTOR（如果 MAX_VM_MOTOR ≠ 000b）MAX_VM_MODE = 0bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
MAX_VM_MODE = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动自动：
(VVM < MAX_VM_MOTOR - VOLTAGE_HYSTERESIS)V
最小 VM（欠压）故障VVM < MIN_VM_MOTOR（如果 MIN_VM_MOTOR ≠ 000b）MIN_VM_MODE = 0bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
MIN_VM_MODE = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动自动：
(VVM > MIN_VM_MOTOR + VOLTAGE_HYSTERESIS)V
外部看门狗当 EXT_WDT_EN =1b 时，看门狗触发不会在配置的时间间隔之前到达。请参阅节 6.5.5EXT_WDT_FAULT_MODE = 0bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动活动无操作
EXT_WDT_FAULT_MODE = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动锁存：
CLR_FLT
电流环路饱和表示由于 VVM 较低而导致电流环路饱和SATURATION_FLAGS_EN = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动状态；电机速度可能无法达到速度基准活动自动：电机在退出饱和状态时达到基准工作点
速度环路饱和表示由于 VVM 较低、ILIMIT 设置较低等而导致速度环路饱和。SATURATION_FLAGS_EN = 1bnFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器活动状态；电机速度可能无法达到速度基准活动自动：电机在退出饱和状态时达到基准工作点
热警告
(OTW)		TJ > TOTWOTW_REP = 0b—活动活动无操作
OTW_REP = 1bnFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器活动活动无操作
FET 热关断
(TSD_FET)		TJ > TTSD_FET—nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器高阻态活动自动：
TJ < TTSD_FET – TTSD_FET_HYS