2 DRV8231 重启现象描述及 Test mode 分析

我们得到使用 DRV8231 的客户反馈，在整机设备运行过程中，会出现电机卡死不动的现象，此时若设备重新掉电重启，故障可以恢复。但是在不同客户的应用中，整机掉电重启是很难实现的，如厨房油烟机，终端客户安装后，插头位置很高，不方便重复插拔，因此无论是终端客户还是芯片客户，这种解决方案都是无法接受的，所以我们需要帮助客户找到产生问题的原因并提供解决办法。

以如下案例为例，客户在使用 DRV8231 的过程发现，同一颗芯片的某次上电后，BDC 电机无法被驱动，并伴随低频噪声，整机掉电重启后问题可以被修复。由于电机出现低频噪声，所以首先怀疑 DRV8231 输出电流异常，抓取 OUT 输出电流波形如 图 2-2 所示，绿色波形为 VM 电压 15V，黄色波形为 BDC 电机电流波形，蓝色为 REF 波形，可以看到当负载电流达到 200mA 时，DRV8231 输出电流下降到零，3mS后，DRV8231 重新启动。

根据电流波形反复重启的现象，怀疑与 DRV8231 的两个与电流相关的特性相关，一是 Itrip 控制特性，二是 OCP 过流保护特性。首先介绍和分析 Itrip 控制特性：

对于 Itrip 控制特性，DRV8231 内部通过固定增益 10 倍的 op-amp 采样 Rsense 电阻，与 Vref 引脚电压进行比较，来维持 ISEN 电压在 Vref 附近。简单来讲，DRV8231 通过控制 Rsense 电阻两侧的电压，来控制流过 BDC 电机的电流 Itrip^[2]。

BDC 电流在 tblank 时间内持续上升，tblank 后，直到电流达到 Itrip 才会关断两个上管，导通两个下管，进入慢衰减模式。Itrip 是通过 Vref 与 Rsense 外围硬件设置的，通过检查 PCB 板卡与原理图以及 REF 最终波形，发现 REF电压与 Rsense 电阻设置正确。Vref 通过 5V 以及 62kohm 和 220kohm 电阻分压，被设置为 1.1V，Rsense 为 2010 封装的 0.12ohm 电阻，Itrip 通过公式计算，应为 0.92A。并且，如果是误触发了Itrip，则重启时间应为 toff+tblank=25us+2us=27us。因此该重启现象与规格书描述并不统一。

对于 OCP 过流保护特性，与 Itrp 不同，OCP 直接采样半桥中点电流给到内部控制核，当 BDC 电流的电流大于 Iocp=3.7A 且持续时间超过 tocp=1.5us，内部所有 FET 都会关断，tretry=3ms 后，重新驱动 BDC 电机，若过流故障还在则会循环往复如下 图 2-3 所示，与故障波形相似。

根据以上对 Itrip 以及 OCP 的分析，排除了Itrip 导致的重启，但是故障波形与 OCP 波形相似，在时间尺度上，示波器抓到的重启时间与 OCP 重启时间 tretry 均为 3ms，但是在过流保护电流点上，Iocp 为 3.7A，示波器抓到的故障波形仅为 200mA。经过内部与 BU 确认，DRV8231 是进入了test mode，test mode 的目的是让芯片在出厂前或故障排查时，跳过正常工作流程，直接保护内部电路逻辑，方便检测是否存在制造缺陷或功能故障。而 DRV8231 的 test mode 会 OCP 保护点从 3.7A 降低到 200mA，与示波器抓到的现象相符。

与产品线讨论确认，DRV8231 有两种会影响输出的 test mode，如下 表 2-1 所示。在进入方法上，ns 级别的对 IN1与 IN2 的扰动即可进入 test mode，当 IN1 大于 7.5V 而 IN2 小于 7.5V 时，进入 TM_OCPLS 模式，此时 Iocp 会从 3.7A 降低到 200mA 左右；当 IN1 小于 7.5V 而 IN2 大于 7.5V 时，进入 TM_OTS 模式，此时输出电压均为高电平。在退出方法上，TM_OCPLS 可以通过修改软件，让 DRV8231 强制进入 sleep mode 从而退出 test mode，也可以通过重新上电来退出 test mode；但是 TM_OTS 模式只能通过重新上电来退出。

综上，该案例由于 OCP 电流从 3.7A 降低到了200mA 左右，并且在实验室通过 ESD 实验复现了该现象，可以确认 DRV8231 是在应用现场受到了外部干扰，进入了第一种 test mode，客户通过重新上电也成功退出了 test mode。但是对于第二种 test mode，仍有收到干扰进入，而无法通过软件退出的风险。