ZHCSZ98A November   2025  – September 2026 MC121-Q1

PRODMIX  

  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 额定值
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热特性信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 I2C 时序要求
    7. 5.7 时序图
  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 电机控制
        1. 6.3.1.1 占空比输入
        2. 6.3.1.2 占空比曲线
        3. 6.3.1.3 电机启动、速度变化和停止
        4. 6.3.1.4 开环(占空比)控制
        5. 6.3.1.5 闭环(速度)控制
        6. 6.3.1.6 换相
          1. 6.3.1.6.1 霍尔传感器
            1. 6.3.1.6.1.1 场方向定义
            2. 6.3.1.6.1.2 内部霍尔锁存传感器输出
          2. 6.3.1.6.2 霍尔偏移
          3. 6.3.1.6.3 方波换相
          4. 6.3.1.6.4 软换向
        7. 6.3.1.7 PWM 调制模式
      2. 6.3.2 保护功能
        1. 6.3.2.1 锁定转子保护
        2. 6.3.2.2 电流限制
        3. 6.3.2.3 过流保护 (OCP)
        4. 6.3.2.4 VM 欠压锁定 (UVLO)
        5. 6.3.2.5 VM 过压保护 (OVP)
        6. 6.3.2.6 热关断 (TSD)
        7. 6.3.2.7 集成电源 (VM) 钳位
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 工作模式
      2. 6.4.2 睡眠和待机模式
      3. 6.4.3 故障模式
      4. 6.4.4 测试模式和一次性可编程内存
    5. 6.5 编程
      1. 6.5.1 I2C 通信
        1. 6.5.1.1 I2C 读取
        2. 6.5.1.2 I2C 写入
  8. 7 寄存器映射
    1. 7.1 USR_OTP 寄存器
    2. 7.2 USR_TM 寄存器
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 外部组件
    2. 8.2 典型应用
      1. 8.2.1 设计要求
      2. 8.2.2 详细设计过程
      3. 8.2.3 应用曲线
    3. 8.3 电源相关建议
      1. 8.3.1 大容量电容
    4. 8.4 布局
      1. 8.4.1 布局指南
      2. 8.4.2 布局示例
    5. 8.5 霍尔元件位置
  10. 9 器件和文档支持
    1. 9.1 器件支持
    2. 9.2 文档支持
      1. 9.2.1 相关文档
    3. 9.3 接收文档更新通知
    4. 9.4 支持资源
    5. 9.5 商标
    6. 9.6 静电放电警告
    7. 9.7 术语表
  11. 10修订历史记录
  12. 11机械、封装和可订购信息

电机启动、速度变化和停止

电机启动

MC121-Q1 具有用户配置的斜坡功能,可在电机启动期间达到如 图 6-6 所示的目标输出占空比(如 图 6-2 中所示的 DOUT_TARGET)。两级斜坡(先预启动再软启动)有助于实现可靠启动并降低电机噪声。

当器件退出待机模式、睡眠模式或故障模式时,MC121-Q1 将进入预启动阶段。当 PRESTART_RAMP_EN 设置为 0x1 时,输出占空比(如 图 6-2 中所示的 DOUT)将以 PWM_RAMP_SEL 设置的速率,从起始占空比(禁用速度环路时为 DOUT_START x DOUT_MAX,启用速度环路时为 DOUT_START)线性增加。PRESTART_RAMP_EN 设置为 0x0 时,则 DOUT_TARGET 会直接更新 DOUT。预启动阶段持续到观察到 16 至 32 个霍尔边沿为止。

预启动阶段结束后,当 PWM_RAMP_EN 设为 0x1 时,输出占空比 (DOUT) 以 PWM_RAMP_SEL 设定的速率线性增加,将 DOUT 斜坡上升至 DOUT_TARGET。如果 DOUT 在预启动阶段结束时已达到 DOUT_TARGET,则器件直接进入稳态。当 DOUT 达到输出占空比或速度目标时,软启动阶段结束。当 PWM_RAMP_EN 设为 0x0 时,DOUT 在预启动阶段后直接由 DOUT_TARGET 更新。

在预启动阶段,MC121-Q1 始终使用方波换向来驱动电机。MC121-Q1 在预启动阶段不施加霍尔偏移(角度和时间偏移)。在预启动阶段施加退磁时间(由 DEMAG_TIME 配置设定),以最大限度减少启动时的直流母线电压尖峰。在软启动阶段,施加霍尔偏移和退磁时间(由 AUTO_DEMAG_EN 配置设定),MC121-Q1 使用 COMMUTATION_MODE 设定的换相方案。

如果 MC121-Q1 在转子堵转检测时间 tLRD 内未检测到霍尔信号跳变,则器件进入转子堵转保护故障状态。在启动序列期间,锁定转子检测时间 (tLRD_START) 由 LRD_TIME_STARTUP 用户配置。在电机运行期间,堵转检测时间 (tLRD_RUN) 固定为 320ms。在预启动阶段会禁用霍尔偏移(角度和时间)。

MC121-Q1 电机启动期间的输出占空比图 6-6 电机启动期间的输出占空比
速度调整

在电机运行期间,当 DIN 发生变化时,MC121-Q1 使用用户配置的斜坡速率将输出占空比(如 图 6-2 中所示的 DOUT)从上一个目标占空比 (DOUT_TARGET_PREV) 斜升至新的目标占空比 (DOUT_TARGET)。在加速期间 (DOUT_TARGET > DOUT_TARGET_PREV),斜坡速率由 PWM_RAMP_SEL 设置;在减速期间 (DOUT_TARGET < DOUT_TARGET_PREV),斜坡速率为 PWM_RAMP_SEL(当 PWM_DECEL_SEL = 0x0 时)或 0.5 x PWM_RAMP_SEL(当 PWM_DECEL_SEL = 0x1 时)。PWM_DECEL_SEL = 0x1 在减速期间提供较慢的斜坡,以避免因电机再生能量回馈引起的直流总线电压峰值。图 6-7 展示了根据 PWM_RAMP_SEL 增大和减小 DOUT 的示例。

MC121-Q1 占空比斜坡控制图 6-7 占空比斜坡控制
电机停止

当收到电机停止 (DOUT_TARGET = 0%) 指令时,MC121-Q1 根据 RAMP_ON_STOP_DIS 的设置来停止电机。当 RAMP_ON_STOP_DIS 设置为 0x1 时,在检测到电机停止(在 tSTOP_DET 内)时,所有 FET 都被置于 Hi-Z 状态。当 RAMP_ON_STOP_DIS 设置为 0x0 时,器件会将 DOUT(以 PWM_DECEL_SEL 设置的速率)斜降至零,随后所有 FET 进入 Hi-Z 状态。一旦 FET 处于高阻态,根据 STBY_EN 和 SLEEP_EN 配置,MC121-Q1 继续处于活动模式、待机模式,或进入低功耗睡眠状态。DOUT_TARGET 设为 0% 时的电机停止序列如 图 6-8 所示。

MC121-Q1 当 DOUT_TARGET = 0% 时的电机停止序列图 6-8 当 DOUT_TARGET = 0% 时的电机停止序列
备注:

将 PWM_RAMP_EN 位设置为 0x0 会禁用占空比斜坡。禁用占空比斜坡会导致 DOUT 中的阶跃变化(当 DIN 变化时),从而可能导致高电机相电流或直流总线电压峰值。TI 建议将 PWM_RAMP_EN 设置为 0x1,以避免任何电流或电压峰值。