ZHCSQ51 November   2023 MCF8329A

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 特性
  3. 应用
  4. 说明
  5. 修订历史记录
  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 - 通信
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息 1pkg
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 标准和快速模式下 SDA 和 SCL 总线的特征
    7. 6.7 典型特性
  8. 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  三相 BLDC 栅极驱动器
      2. 7.3.2  栅极驱动架构
        1. 7.3.2.1 死区时间和跨导预防
      3. 7.3.3  AVDD 线性稳压器
      4. 7.3.4  DVDD 稳压器
        1. 7.3.4.1 AVDD 供电的 VREG
        2. 7.3.4.2 用于 VREG 的外部电源
        3. 7.3.4.3 用于 VREG 电源的外部 MOSFET
      5. 7.3.5  低侧电流检测放大器
      6. 7.3.6  器件接口模式
        1. 7.3.6.1 接口 - 控制和监控
        2. 7.3.6.2 I2C 接口
      7. 7.3.7  电机控制输入选项
        1. 7.3.7.1 模拟模式电机控制
        2. 7.3.7.2 PWM 模式电机控制
        3. 7.3.7.3 频率模式电机控制
        4. 7.3.7.4 基于 I2C 的电机控制
        5. 7.3.7.5 输入控制基准曲线
          1. 7.3.7.5.1 线性控制曲线
          2. 7.3.7.5.2 阶梯控制曲线
          3. 7.3.7.5.3 正向/反向曲线
        6. 7.3.7.6 在不使用分析器的情况下控制输入传递函数
      8. 7.3.8  自举电容器初始充电
      9. 7.3.9  在不同初始条件下启动电机
        1. 7.3.9.1 案例 1 – 电机静止
        2. 7.3.9.2 案例 2 – 电机正向旋转
        3. 7.3.9.3 案例 3 – 电机反向旋转
      10. 7.3.10 电机启动顺序 (MSS)
        1. 7.3.10.1 初始速度检测 (ISD)
        2. 7.3.10.2 电机重新同步
        3. 7.3.10.3 反向驱动
          1. 7.3.10.3.1 反向驱动调谐
        4. 7.3.10.4 电机启动
          1. 7.3.10.4.1 对齐
          2. 7.3.10.4.2 双对齐
          3. 7.3.10.4.3 初始位置检测 (IPD)
            1. 7.3.10.4.3.1 IPD 操作
            2. 7.3.10.4.3.2 IPD 释放
            3. 7.3.10.4.3.3 IPD 超前角度
          4. 7.3.10.4.4 显示首个周期启动
          5. 7.3.10.4.5 开环
          6. 7.3.10.4.6 从开环转换到闭环
      11. 7.3.11 闭环运行
        1. 7.3.11.1 闭环加速
        2. 7.3.11.2 速度 PI 控制
        3. 7.3.11.3 电流 PI 控制
        4. 7.3.11.4 电源环路
        5. 7.3.11.5 调制指数控制
      12. 7.3.12 每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
      13. 7.3.13 弱磁控制
      14. 7.3.14 电机参数
        1. 7.3.14.1 电机电阻
        2. 7.3.14.2 电机电感
        3. 7.3.14.3 电机反电动势常数
      15. 7.3.15 电机参数提取工具 (MPET)
      16. 7.3.16 防电压浪涌 (AVS)
      17. 7.3.17 输出 PWM 开关频率
      18. 7.3.18 主动制动
      19. 7.3.19 死区时间补偿
      20. 7.3.20 电压检测调节
      21. 7.3.21 电机停止运转选项
        1. 7.3.21.1 滑行(高阻态)模式
        2. 7.3.21.2 再循环模式
        3. 7.3.21.3 低侧制动
        4. 7.3.21.4 主动降速
      22. 7.3.22 FG 配置
        1. 7.3.22.1 FG 输出频率
        2. 7.3.22.2 开环中的 FG
        3. 7.3.22.3 电机停止期间的 FG
        4. 7.3.22.4 故障期间的 FG 行为
      23. 7.3.23 直流总线电流限值
      24. 7.3.24 保护功能
        1. 7.3.24.1  PVDD 电源欠压锁定 (PVDD_UV)
        2. 7.3.24.2  AVDD 上电复位 (AVDD_POR)
        3. 7.3.24.3  GVDD 欠压锁定 (GVDD_UV)
        4. 7.3.24.4  BST 欠压锁定 (BST_UV)
        5. 7.3.24.5  MOSFET VDS 过流保护 (VDS_OCP)
        6. 7.3.24.6  VSENSE 过流保护 (SEN_OCP)
        7. 7.3.24.7  热关断 (OTSD)
        8. 7.3.24.8  硬件锁定检测电流限制 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.8.1 HW_LOCK_ILIMIT 锁存关断 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自动恢复 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 仅报告 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 已禁用 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1001b-1111b)
        9. 7.3.24.9  锁定检测电流限制 (LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.9.1 LOCK_ILIMIT 锁存关断 (LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.9.2 LOCK_ILIMIT 自动恢复 (LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.9.3 LOCK_ILIMIT 仅报告 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.9.4 LOCK_ILIMIT 已禁用 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b)
        10. 7.3.24.10 电机锁定 (MTR_LCK)
          1. 7.3.24.10.1 MTR_LCK 锁存关断 (MTR_LCK_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.10.2 MTR_LCK 自动恢复 (MTR_LCK_MODE= 01xxb)
          3. 7.3.24.10.3 MTR_LCK 仅报告 (MTR_LCK_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.10.4 MTR_LCK 已禁用 (MTR_LCK_MODE = 1xx1b)
        11. 7.3.24.11 电机锁定检测
          1. 7.3.24.11.1 锁定 1:异常速度 (ABN_SPEED)
          2. 7.3.24.11.2 锁定 2:异常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 7.3.24.11.3 锁定 3:无电机故障 (NO_MTR)
        12. 7.3.24.12 MPET 故障
        13. 7.3.24.13 IPD 故障
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 功能模式
        1. 7.4.1.1 睡眠模式
        2. 7.4.1.2 待机模式
        3. 7.4.1.3 故障复位 (CLR_FLT)
    5. 7.5 外部接口
      1. 7.5.1 DRVOFF - 栅极驱动器关断功能
      2. 7.5.2 DAC 输出
      3. 7.5.3 电流检测放大器输出
      4. 7.5.4 振荡源
        1. 7.5.4.1 外部时钟源
    6. 7.6 EEPROM 访问和 I2C 接口
      1. 7.6.1 EEPROM 访问
        1. 7.6.1.1 EEPROM 写入
        2. 7.6.1.2 EEPROM 读取
      2. 7.6.2 I2C 串行接口
        1. 7.6.2.1 I2C 数据字
        2. 7.6.2.2 I2C 写入操作
        3. 7.6.2.3 I2C 读取操作
        4. 7.6.2.4 I2C 通信协议数据包示例
        5. 7.6.2.5 内部缓冲区
        6. 7.6.2.6 CRC 字节计算
    7. 7.7 EEPROM(非易失性)寄存器映射
      1. 7.7.1 算法配置寄存器
      2. 7.7.2 Internal_Algorithm_Configuration 寄存器
      3. 7.7.3 Hardware_Configuration 寄存器
      4. 7.7.4 Fault_Configuration 寄存器
    8. 7.8 RAM(易失性)寄存器映射
      1. 7.8.1 Fault_Status 寄存器
      2. 7.8.2 算法控制寄存器
      3. 7.8.3 System_Status 寄存器
      4. 7.8.4 器件控制寄存器
      5. 7.8.5 算法变量寄存器
  9. 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1.      详细设计过程
      2.      自举电容器和 GVDD 电容器选型
      3. 8.2.1 VREG 电源的外部 MOSFET 选择
      4.      栅极驱动电流
      5.      栅极电阻器选型
      6.      大功率设计中的系统注意事项
      7.      电容器电压等级
      8.      外部功率级元件
      9. 8.2.2 应用曲线
        1. 8.2.2.1 电机启动
        2.       高速 (1.8kHz) 运行
        3.       主动制动以更快减速
        4. 8.2.2.2 死区时间补偿
  10. 电源相关建议
    1. 9.1 大容量电容
  11. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
    3. 10.3 散热注意事项
      1. 10.3.1 功率损耗
  12. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 支持资源
    3. 11.3 商标
    4. 11.4 静电放电警告
    5. 11.5 术语表
  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 7-42 列出了 Fault_Configuration 寄存器的存储器映射寄存器。表 7-42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 7-42 FAULT_CONFIGURATION 寄存器
偏移缩写寄存器名称部分
90hFAULT_CONFIG1故障配置 1节 7.7.4.1
92hFAULT_CONFIG2故障配置 2节 7.7.4.2

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。表 7-43 展示了适用于此部分中访问类型的代码。

表 7-43 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

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

表 7-44 展示了 FAULT_CONFIG1。

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用于配置故障设置的寄存器 1

表 7-44 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相电流峰值限制(占 BASE_CURRENT 的百分比)
0h = 5 %
1h = 10 %
2h = 15 %
3h = 20 %
4h = 25 %
5h = 30 %
6h = 40 %
7h = 50 %
8h = 60 %
9h = 65 %
Ah = 70 %
Bh = 75 %
Ch = 80 %
Dh = 85 %
Eh = 90 %
Fh = 95 %
26-23HW_LOCK_ILIMITR/W0h基于比较器的锁定检测电流限制(占 BASE_CURRENT 的百分比)
0h = 5 %
1h = 10 %
2h = 15 %
3h = 20 %
4h = 25 %
5h = 30 %
6h = 40 %
7h = 50 %
8h = 60 %
9h = 65 %
Ah = 70 %
Bh = 75 %
Ch = 80 %
Dh = 85 %
Eh = 90 %
Fh = 95 %
22-19LOCK_ILIMITR/W0h基于 ADC 的锁定检测电流阈值(占 BASE_CURRENT 的百分比)
0h = 5 %
1h = 10 %
2h = 15 %
3h = 20 %
4h = 25 %
5h = 30 %
6h = 40 %
7h = 50 %
8h = 60 %
9h = 65 %
Ah = 70 %
Bh = 75 %
Ch = 80 %
Dh = 85 %
Eh = 90 %
Fh = 95 %
18-15LOCK_ILIMIT_MODER/W0h锁定电流限制模式
0h = Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nfault 有效;栅极驱动器设置为三态
1h = Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nfault 有效;栅极驱动器设置为三态
2h = 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)
3h = 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)
4h = 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;栅极驱动器设置为三态;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;栅极驱动器设置为三态;nFault 有效
6h = 故障在 AUTO_RETRY_TIMES 之后的 LCK_RETRY 时间后自动清除;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFault 有效
7h = 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;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFault 有效
8h = 仅报告 Ilimit 锁定检测电流限制,不执行任何操作;nFault 有效
9h = 禁用 ILIMIT 锁定
Ah = 禁用 ILIMIT 锁定
Bh = 禁用 ILIMIT 锁定
Ch = 禁用 ILIMIT 锁定
Dh = 禁用 ILIMIT 锁定
Eh = 禁用 ILIMIT 锁定
Fh = 禁用 ILIMIT 锁定
14-11LOCK_ILIMIT_DEGR/W0h锁定检测电流限制抗尖峰脉冲时间
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
6-3MTR_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;栅极驱动器设置为三态
2h = 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)
3h = 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)
4h = 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;栅极驱动器设置为三态;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;栅极驱动器设置为三态;nFault 有效
6h = 故障在 AUTO_RETRY_TIMES 之后的 LCK_RETRY 时间后自动清除;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFault 有效
7h = 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;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通);nFault 有效
8h = 仅报告电机锁定检测电流限制,不执行任何操作;nFault 有效
9h = 禁用电机锁定检测
Ah = 禁用电机锁定检测
Bh = 禁用电机锁定检测
Ch = 禁用电机锁定检测
Dh = 禁用电机锁定检测
Eh = 禁用电机锁定检测
Fh = 禁用电机锁定检测
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

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

表 7-45 展示了 FAULT_CONFIG2。

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用于配置故障设置的寄存器 2

表 7-45 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)预期 BEMF = MOTOR_BEMF_CONST × 预计速度
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(占 BASE_CURRENT 的百分比)
0h = 1%
1h = 2%
2h = 3%
3h = 4%
4h = 5%
5h = 7.5%
6h = 10%
7h = 20%
18-15HW_LOCK_ILIMIT_MODER/W0h硬件锁定检测电流模式
0h = 硬件 Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nfault 有效;栅极驱动器设置为三态
1h = 硬件 Ilimit 锁定检测导致锁存故障;nfault 有效;栅极驱动器设置为三态
2h = 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)
3h = 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)
4h = 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;栅极驱动器设置为三态
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;栅极驱动器设置为三态
6h = 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;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通)
7h = 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;栅极驱动器处于低侧制动模式(所有低侧 FET 都导通)
8h = 仅报告硬件 ILIMIT 锁定检测,不执行任何操作
9h = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Ah = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Bh = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Ch = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Dh = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Eh = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
Fh = 禁用硬件 ILIMIT 锁定检测
14-12HW_LOCK_ILIMIT_DEGR/W0h硬件锁定检测电流限制抗尖峰脉冲时间
0h = 无抗尖峰脉冲
1h = 1us
2h = 2us
3h = 3us
4h = 4us
5h = 5us
6h = 6us
7h = 7us
11VM_UV_OV_HYSR/W0h直流总线欠压和过压自动恢复迟滞
0h = 欠压 0.5V,过压 1V
1h = 欠压 1V,过压 2V
10-8MIN_VM_MOTORR/W0h电机运行的直流总线欠压 (V)
0h = 无限制
1h = 5.0V
2h = 6.0V
3h = 7.0V
4h = 8.0V
5h = 10.0V
6h = 12.0V
7h = 15.0V
7MIN_VM_MODER/W0h直流总线欠压故障恢复模式
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电机运行的直流总线过压
0h = 无限制
1h = 10.0V
2h = 15.0V
3h = 22.0V
4h = 32.0V
5h = 40.0V
6h = 50.0V
7h = 60.0V
3MAX_VM_MODER/W0h直流总线过压故障恢复模式
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。这仅在任何故障模式配置为“重试”时使用
0h = 无限制
1h = 2
2h = 3
3h = 5
4h = 7
5h = 10
6h = 15
7h = 20