ZHCSZ00A May   2024  – September 2025 DRV8000-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 器件比较
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 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 RGZ 封装
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 时序要求
  8. 7 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 PWM 发生器
          2. 7.4.2.1.2 恒流模式
          3. 7.4.2.1.3 OUTx HS ITRIP 行为
          4. 7.4.2.1.4 高侧驱动器 - 并行输出
        2. 7.4.2.2 高侧驱动器保护电路
          1. 7.4.2.2.1 高侧驱动器内部二极管
          2. 7.4.2.2.2 高侧驱动器短路保护
          3. 7.4.2.2.3 高侧驱动器过流保护
          4. 7.4.2.2.4 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 OUT1 和 OUT2 高侧驱动器模式
        3. 7.4.4.3 半桥寄存器控制
        4. 7.4.4.4 半桥 ITRIP 调节
        5. 7.4.4.5 半桥保护和诊断
          1. 7.4.4.5.1 半桥关断状态诊断 (OLP)
          2. 7.4.4.5.2 半桥开路负载检测
          3. 7.4.4.5.3 半桥过流保护
      5. 7.4.5 栅极驱动器
        1. 7.4.5.1 输入 PWM 模式
          1. 7.4.5.1.1 半桥控制
          2. 7.4.5.1.2 H 桥控制
          3. 7.4.5.1.3 DRVOFF - 栅极驱动器关断引脚
        2. 7.4.5.2 智能栅极驱动器 - 功能方框图
          1. 7.4.5.2.1  智能栅极驱动器
          2. 7.4.5.2.2  功能方框图
          3. 7.4.5.2.3  压摆率控制 (IDRIVE)
          4. 7.4.5.2.4  栅极驱动器状态机 (TDRIVE)
            1. 7.4.5.2.4.1 tDRIVE 计算示例
          5. 7.4.5.2.5  传播延迟降低 (PDR)
          6. 7.4.5.2.6  PDR 预充电/预放电控制环路运行详细信息
          7. 7.4.5.2.7  PDR 后充电/后放电控制环路运行详细信息
            1. 7.4.5.2.7.1 PDR 充电后/放电后设置
          8. 7.4.5.2.8  检测驱动和续流 MOSFET
          9. 7.4.5.2.9  自动占空比补偿 (DCC)
          10. 7.4.5.2.10 闭环压摆时间控制 (STC)
            1. 7.4.5.2.10.1 STC 控制环路设置
        3. 7.4.5.3 三倍器（双极）电荷泵
        4. 7.4.5.4 宽共模差分电流分流放大器
        5. 7.4.5.5 栅极驱动器保护电路
          1. 7.4.5.5.1 MOSFET VDS 过流保护 (VDS_OCP)
          2. 7.4.5.5.2 栅极驱动器故障 (VGS_GDF)
          3. 7.4.5.5.3 离线短路和开路负载检测（OOL 和 OSC）
      6. 7.4.6 检测输出 (IPROPI)
      7. 7.4.7 保护电路
        1. 7.4.7.1 故障复位 (CLR_FLT)
        2. 7.4.7.2 DVDD 逻辑电源上电复位 (DVDD_POR)
        3. 7.4.7.3 PVDD 电源欠压监测器 (PVDD_UV)
        4. 7.4.7.4 PVDD 电源过压监测器 (PVDD_OV)
        5. 7.4.7.5 VCP 电荷泵欠压锁定 (VCP_UV)
        6. 7.4.7.6 热仪表组
        7. 7.4.7.7 看门狗计时器
        8. 7.4.7.8 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. 8  DRV8000-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
  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 设计要求
      2. 9.2.2 详细设计过程
        1. 9.2.2.1 IDRIVE 计算示例
        2. 9.2.2.2 tDRIVE 计算示例
        3. 9.2.2.3 最大 PWM 开关频率
        4. 9.2.2.4 电流分流放大器配置
    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预量产版修订历史记录
  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

7.4.6 检测输出 (IPROPI)

该器件在 IPROPI 引脚上具有一个用于电流检测、VPVDD 监控和芯片温度监控的输出。此信息可用于负载的状态或调节（在 OUTx 引脚上），检查芯片温度或提供本地电机供电电压。通过集成此类功能，无需使用多个外部检测电阻器或检测电路，有助于减小系统尺寸，降低系统的成本和复杂程度。

负载电流通过使用无分流器的高侧电流镜像拓扑来检测。IPROPI 输出电流与已使能的驱动器 (OUTx) 的瞬时电流成固定比率 AIPROPI。热仪表组输出来自对应区域温度检测电路。本地电机电源 PVDD 检测和温度检测通过 IPROPI 电阻器转换为 IPROPI 引脚上的电流输出，从而实现 5V 和 3.3V ADC 引脚的可扩展输出电压。

对于任何 IPROPI 检测输出，所选标度（负载电流、电压或温度）的最大值由 2mA 的最大 IPROPI 输出电流表示。例如，如果在驱动 8A 负载（最小驱动器 OCP）时选择 OUT5 IPROPI，则预期的 IPROPI 输出电流为 2mA。如果负载电流略高于最小驱动器 OCP，则无法验证 IPROPI 输出电流是否遵循 IPROPI 电流检测比，在某些情况下可能会发生 OCP 关断。

位 IPROPI_SEL 定义了哪些输出将多路复用到 IPROPI 引脚，控制值如下表所示：

表 7-44 IPROPI_SEL 选项
IPROPI_SEL 输出
00000b 无输出
00001b OUT1 电流检测
00010b OUT2 电流检测
00011b OUT3 电流检测
00100b OUT4 电流检测
00101b OUT5 电流检测
00110b OUT6 电流检测
00111b OUT7 电流检测
01000b OUT8 电流检测
01001b OUT9 电流检测
01010b OUT10 电流检测
01011b OUT11 电流检测
01100b OUT12 电流检测
01101b RSVD
01110b RSVD
01111b RSVD
10000b VPVDD 检测标称范围 (5V - 22V)
10001b 热仪表组 1
10010 热仪表组 2
10011 热仪表组 3
10100 热仪表组 4
10101 VPVDD 检测高范围（20V 至 32V）

IPROPI 引脚是一个通用引脚，还可用作半桥的第二个 PWM 引脚控制输入选项，因此 IPROPI/PWM2 引脚模式通过寄存器 IC_CTRL 中的位 IPROPI_MODE 进行控制。

下图显示了可选 IPROPI 输出的简单方框图：

DRV8000-Q1 IPROPI 输出电路图 7-32 IPROPI 输出电路

IPROPI 复位、消隐和稳定时间：从上表中使用 IPROPI_SEL 位在 IPROPI 输出选项之间进行选择时，IPROPI 输出首先会在 5.5μs 内复位为 0V。对于任何 IPROPI 输出选择或转换，都会发生此复位。为了防止误读，在打开任何驱动器或检测输出后，IPROPI 上的信号将被消隐，直至电路稳定，对于高侧驱动器，大约需要 60μs。

电流 (IOUTx) 检测：对于电流输出，IPROPI 输出模拟电流根据 AIPROPI 按比例调整，如下所示：

方程式 3. IIPROPI = IOUTX / AIPROPI

PVDD 检测：对于 PVDD 电压检测输出，有两个范围：

  • 标称范围：5V - 22V，其中 IPROPI 输出电流为 VPVDD/11,000
  • 高范围：20V - 32V，其中 IPROPI 输出电流为 VPVDD/16,500

例如：

PVDD 检测故障行为：IPROPI PVDD 电压检测输出有效，当 V PVDD 高于 PVDD UV 阈值且 VDVDD 高于建议的最小工作电压时可用。

如果 VPVDD 高于 PVDD OV 阈值，则仍支持 PVDD 检测输出。但是，在 VPVDD > 22V 以上时，无法验证标称范围 (5V-22V) IPROPI PVDD 检测输出。高范围 IPROPI PVDD 检测输出比为 1/16,500，在 20V 至 32V 范围内有效，但无法在 VPVDD 为 32V 以上的情况下进行验证。

PVDD 检测不可用的故障：

  • 电荷泵欠压 (VCP_UV)
  • 配置为全局关断时的热关断（默认）

温度检测输出: IPROPI 输出还提供四个热仪表组温度中任意一个的电流表示。该设计旨在用于测试和评估，但不支持在器件运行时使用。

IPROPI 输出电流可用的最高内部温度为 195°C，此时 IPROPI 输出电流为 1.94mA。IPROPI 电流输出根据 -40°C 至 195°C 的温度范围进行调节。IPROPI 输出电流的计算公式为：

IIPROPI = α + β×t

其中，α 是大致等于 1.49mA 的失调电压，β 是 2.32μA/°C，“t”是温度。若要转换回温度，求解温度可得：

t = (IIPROPI - α)/β

根据 RIPROPI 上生成的电压：

t = ([VIPROPI/RIPROPI] - α)/β

例如，当仪表组温度为 0°C 时，IPROPI 输出电流为 1.49mA。在 145°C 时，IPROPI 输出电流为 1.83mA。

为了产生比例电压 VIPROPI，IPROPI 引脚必须通过外部电阻器 (RIPROPI) 接地。这样即可将 IPROPI 电流作为应用中的 RIPROPI 电阻器上的压降进行测量，以利用控制器 ADC 的整个量程。

选择 IPROPI 电阻值时，请注意最大工作 IPROPI 输出电压为 4.7V。该值考虑了 IPROPI 的 10% 输出误差，在最大检测值（例如驱动器的最大负载电流）下，将 IPROPI 输出电压驱动为 5.3V。要保持低于该电压，请使用小于 2.35kΩ 的电阻值，因为 2mA 电流流经 2.35kΩ 电阻时的压降约为 4.7V。考虑到 IPROPI 的 10% 输出误差，如果需要 3.3V 的 MCU 电压，电阻将保持在 MCU 绝对最大电压以下。