ZHCABW3C April 2019 – April 2022 DRV8847 , DRV8873-Q1 , DRV8904-Q1 , DRV8906-Q1 , DRV8908-Q1 , DRV8910-Q1 , DRV8912-Q1
圖 3-3 顯示了集成式驅(qū)動(dòng)器中有源 OLD 的電路實(shí)現(xiàn)。OUT1 通道的高側(cè) FET 和 OUT2 的低側(cè) FET 處于運(yùn)行狀態(tài)?;鶞?zhǔn)電壓發(fā)生器為 OLD 比較器的負(fù)極輸入端子生成等效的基準(zhǔn)電壓,而正極端子反映 FET 中的實(shí)際電壓。如圖 3-3 所示,當(dāng)輸出電壓(VOUT1_HS 和 VOUT2_LS)變得大于比較器的基準(zhǔn)電壓 (VOL_REF) 時(shí),OL1_HS 和 OL2_LS 的輸出設(shè)置為“1”,

在此示例中,基準(zhǔn) FET 是連接到電流基準(zhǔn)源 (IOL_REF) 的四個(gè) FET 中的任何一個(gè)。VOL_REF 由 IOL_REF 和基準(zhǔn) FET 的導(dǎo)通狀態(tài)電阻 (RDS(ON)_REF) 決定?,F(xiàn)在,VOUT1_HS 和 VOUT2_LS 由通過 FET(用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載)的電流和導(dǎo)通狀態(tài)電阻 (RDS(ON)) 決定。當(dāng)發(fā)生 OLD 事件時(shí),通過 FET 的電流必須大于 OLD 電流閾值。對(duì)于這些公式,通過 FET 的電流稱為 IOL。因此,通過將所有這些參數(shù)放入Equation14 中,可以將公式 VOL_REF 修改為:

因此,可以通過以下公式計(jì)算 IOLD:

Equation16 顯示了 OLD 取決于基準(zhǔn) FET 與用于驅(qū)動(dòng)負(fù)載的 FET 的導(dǎo)通狀態(tài)電阻比。
通過代入導(dǎo)通狀態(tài)電阻比 (450:1) 和基準(zhǔn)發(fā)生器下拉電流 (20μA) 的值,可以通過以下公式計(jì)算 OLD 電流閾值:

這樣,如果進(jìn)行 OLD 時(shí)通過負(fù)載的電流大于 9mA,則會(huì)登記一個(gè) OLD 事件。
圖 3-3 有刷直流電機(jī)集成式驅(qū)動(dòng)器中的有源 OLD 電路對(duì)于 DRV8873、DRV8873-Q1 和 DRV824x-Q1 器件中的電路實(shí)現(xiàn),圖 3-4 顯示了 DRV8873/DRV8873-Q1 的有源 OLD 的電路實(shí)現(xiàn)。對(duì)于 OL1_HS 比較器,如果高側(cè)驅(qū)動(dòng) FET 兩端的漏源電壓小于 VOL_HS OLD 閾值,則 OLD1_HS 輸出設(shè)置為“1”并檢測到 OLD。對(duì)于 OL2_HS 比較器,如果體二極管電壓 (VD) 小于 VOL_HS OLD 閾值,則 OLD2_HS 輸出設(shè)置為“1”并檢測到 OLD。由于電流通過體二極管再循環(huán) (IOL),因此體二極管電壓 (VD) 將取決于 IOUTX 以發(fā)生 OLD。
這也依賴于運(yùn)行條件和外部電路(如輸出電容器),對(duì)于這種情況,即使存在負(fù)載,也可能導(dǎo)致報(bào)告 OLD。這種情況可能在方向改變期間,或分別在小負(fù)載電流和小 PWM 占空比條件下發(fā)生。
圖 3-5 顯示了 DRV824x-Q1 的有源 OLD 的電路實(shí)現(xiàn)。器件可以在高側(cè)再循環(huán)期間檢測有源狀態(tài)下的開路負(fù)載。這包括直接連接到 VM 或通過另一個(gè)半橋上的高側(cè) FET 進(jìn)行連接的高側(cè)負(fù)載。在 PWM 開關(guān)轉(zhuǎn)換期間,當(dāng) LS FET 關(guān)閉時(shí),電感負(fù)載電流通過 HS 體二極管再循環(huán)到 VM。該器件在 HS FET 開啟之前的短暫死區(qū)時(shí)間內(nèi)在 OUTx 上尋找高于 VM 的電壓尖峰。為了觀察電壓尖峰,此負(fù)載電流需要高于由 FET 驅(qū)動(dòng)器置位的輸出上的下拉電流 (IPD_OLA)。如果連續(xù)“3”個(gè)再循環(huán)開關(guān)周期沒有出現(xiàn)此電壓尖峰,則表明負(fù)載電感損失或負(fù)載電阻增加,并被檢測為有源開路檢測故障。
最后,當(dāng)在柵極驅(qū)動(dòng)器中使用有源 OLD 時(shí),電容器必須放置在負(fù)載相位節(jié)點(diǎn)和 GND 之間。BLDC 電機(jī)以及相位節(jié)點(diǎn)處的雙向和單向 BDC 電機(jī)需要使用這些電容器。如果連接了螺線管負(fù)載,則不需要電容器。電容器的大小必須為:
圖 3-4 DRV8873-Q1 和 DRV8873 器件中有源 OLD 的電路
圖 3-6 BLDC 柵極驅(qū)動(dòng)器中有源 OLD 的電路
其中,VTH 是 FET 的閾值電壓,DRV8343-Q1 和 DRV8340-Q1 中的 VOLA(min) 為 150mV。FET 的值 Crss 和 Coss 應(yīng)該用于 0V VDS。選擇電容時(shí),必須考慮 Cphase 的降額。