MP653x 系列三相預(yù)驅(qū)動(dòng)器具備多種保護(hù)功能,可防止故障出現(xiàn)時(shí)損壞電路和電機(jī)。但這些功能需要經(jīng)過(guò)正確的設(shè)置,保護(hù)電路才能正常運(yùn)行。本應(yīng)用說(shuō)明將詳細(xì)描述 MP653x 系列產(chǎn)品的保護(hù)功能及其正確的配置方法。
適用器件
本應(yīng)用說(shuō)明適用于以下器件:
器件編號(hào) | 說(shuō)明 | 供電電壓 |
MP6528 | H 橋柵極驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MP6528 MPQ6528 | H 橋柵極驅(qū)動(dòng)器 (符合AEC-Q100認(rèn)證) | 60V |
MP6530 MP6530 | 具有 PWM 和 ENBL 輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MPQ6530 MPQ6530 | 具有 PWM 和 ENBL 輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 (符合AEC-Q100認(rèn)證) | 60V |
MP6531A | 具有獨(dú)立 HS/LS 控制功能的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MPQ6531 MPQ6531 | 具有獨(dú)立 HS/LS 控制功能的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 (符合AEC-Q100認(rèn)證) | 60V |
MP6532 | 具有霍爾輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MPQ6532 | 具有霍爾輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 (符合AEC-Q100認(rèn)證) | 60V |
MP6534 | 具有降壓變換器的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MP6535 | 具有霍爾輸入和降壓變換器的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 60V |
MP6537 | 具有 PWM 和 ENBL 輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V |
MP6538 | 具有霍爾輸入的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V |
MP6539 | 具有獨(dú)立 HS/LS 控制功能的 3 相直流無(wú)刷 ( BLDC ) 電機(jī)預(yù)驅(qū)動(dòng)器 | 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V |
簡(jiǎn)介
MP653x 系列柵極驅(qū)動(dòng)器主要針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用。這些器件集成了電源和控制功能,用以驅(qū)動(dòng)電機(jī),還集成了多種保護(hù)電路,用于防止器件在過(guò)流、短路和元件失效等異常情況下發(fā)生故障。
大部分保護(hù)電路都需要通過(guò)外部元件進(jìn)行配置。如果外部電路配置不正確,保護(hù)電路可能會(huì)在非真正故障的情況下被激活。了解保護(hù)機(jī)制以及如何設(shè)置保護(hù)電路的外部元件對(duì)于正確驅(qū)動(dòng)電機(jī)是十分必要的。本文討論的大部分保護(hù)功能適用于所有 MP653x 系列器件;部分功能在60V 驅(qū)動(dòng)器和 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 驅(qū)動(dòng)器之間略有差別;在某些情況下,同一個(gè)器件的功能在不同的器件中會(huì)有所不同。本文的描述適用于該系列中的所有器件,除非注明差異。
如需了解如何利用 MP653x 預(yù)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行設(shè)計(jì),請(qǐng)參考另一篇應(yīng)用說(shuō)明,AN111 AN111。
保護(hù)功能
MP653x 系列預(yù)驅(qū)動(dòng)器中集成的各種保護(hù)功能摘要如下:
過(guò)溫保護(hù) (OTP)
適用器件:所有
當(dāng)溫度超過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的過(guò)溫閾值時(shí),集成在器件中的溫度傳感器會(huì)導(dǎo)致器件停止工作。一旦發(fā)生這種情況,所有輸出都將被置為低電平,電機(jī)將被禁用。
部分器件在 OTP 激活之后閉鎖,其他則自動(dòng)重啟。詳情請(qǐng)參閱表 1。(1)
電源電壓欠壓鎖定保護(hù) (VIN UVLO)
適用器件:所有
主電源電壓輸入 (VIN) 上的電壓由一個(gè)比較器電路監(jiān)測(cè)。當(dāng)電源電壓低于數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的 VIN 欠壓閾值時(shí),器件被禁用且所有輸出都被拉至低電平,電機(jī)將被禁用。VIN UVLO 完成 IC 邏輯中的全局復(fù)位功能。當(dāng)電壓上升至閾值之上,器件再次啟用。注意,在電壓升至閾值以上之后,距離器件驅(qū)動(dòng)輸出還需要一點(diǎn)時(shí)間,通常約為 1 毫秒。
柵極驅(qū)動(dòng)電壓欠壓鎖定保護(hù) (VREG 紫紫紫)
適用器件:所有
柵極驅(qū)動(dòng)電源 (VREG) 的電壓輸出由一個(gè)比較器電路監(jiān)測(cè)。當(dāng)該電壓低于數(shù)據(jù)手冊(cè)中列出的 VREG 欠壓閾值時(shí),器件被禁用且所有輸出都被拉至低電平,電機(jī)被禁用。
部分器件在 VREG 紫紫紫 激活之后閉鎖,其他則在 VREG 上升后自動(dòng)重啟。詳情請(qǐng)參閱表 1。
上管柵極驅(qū)動(dòng)電壓故障保護(hù) (VBST UVLO)
適用器件:MP6537、MP6538、MP6539
這些器件均提供一個(gè)電路監(jiān)測(cè)其 BSTx 引腳上的電壓,即上管 MOSFET 的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。每一次輸出 (SHx) 被拉低,連接到 BSTx 引腳上的電容就會(huì)為 VREG 充電;與此同時(shí),內(nèi)部電荷泵也提供微弱電流為其充電。因此,輸出能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)都保持高電平。
一旦 VBST UVLO 被激活,上管柵極即被關(guān)斷,直到下一次受控導(dǎo)通。VBST UVLO 不會(huì)導(dǎo)致 nFAULT 激活。
短路保護(hù)(SCP 或 VDS 檢測(cè))
適用器件:所有
被導(dǎo)通 MOSFET 兩端的壓降通過(guò)一個(gè)專用電路進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果 MOSFET 沒有完全導(dǎo)通,其兩端將產(chǎn)生一個(gè)低壓降,此時(shí)SCP 保護(hù)將被激活。
通常情況下,SCP 故障閾值由施加到 OCREF 引腳上的電壓設(shè)置。但100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件不使用 OCREF 電壓來(lái)檢測(cè)上管MOSFET;它們?cè)谳敵霰焕邥r(shí)(不高于約4.5V的固定閾值)將發(fā)出VDS故障信號(hào)。
部分器件在 SCP 激活之后閉鎖,其他則自動(dòng)重啟。詳情請(qǐng)參閱表 1。
過(guò)流保護(hù)(OCP或電機(jī)電流檢測(cè))
適用器件:所有
總電機(jī)電流可以通過(guò)一個(gè)共享的單個(gè)下管分流電阻進(jìn)行測(cè)量。該分流電阻連接到 LSS 引腳。當(dāng)分流器上的壓降超過(guò)設(shè)定閾值時(shí),將被判定識(shí)別為需要激活 OCP 事件。
60V 器件的 LSS 引腳設(shè)定 500mV 的固定閾值。100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件的 CSO 引腳則設(shè)定 3.5V 的固定閾值;CSO 引腳由 LSS 引腳增益為 20 的放大器驅(qū)動(dòng),因此 LSS 的等效電壓為 175mV。
部分器件在 OCP 激活之后閉鎖,其他則自動(dòng)重啟。詳情請(qǐng)參閱表 1。
功能 | MP6528、MP6530 MP6530、MP6534、MP6535 | MP6532 | MPQ6532 | MP6528,MP6530 MP6530 | MP6531A,MPQ6531 MPQ6531 | MP6537、MP6538、MP6539 |
OTP | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 冷卻后重試 | 冷卻后重試 | 冷卻后重試 | 冷卻后重試 |
SCP | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 上管: 閉鎖(1) 下管: 一定可調(diào)時(shí)間之后重試 |
OCP | 閉鎖 (1) | 固定時(shí)間后重試 | 固定時(shí)間后重試 | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 一定可調(diào)時(shí)間之后重試 |
VREG 紫紫紫 | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 閉鎖 (1) | 大于 UVLO 閾值后重試 | 重試并啟動(dòng) BST 充電 | 重試并啟動(dòng) BST 充電 |
表1: 保護(hù)動(dòng)作
(1) 閉鎖可通過(guò)移除/重新應(yīng)用 VIN 或激活/取消激活 nSLEEP 來(lái)復(fù)位。
MOSFET 開關(guān)特性
為避免無(wú)意之中觸發(fā)保護(hù)電路,需要了解由 MP653x 預(yù)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的 MOSFET 開關(guān)特性。特別是在某些條件下,VDS 檢測(cè)很容易被誤觸發(fā)。
MOSFET 柵極電容
當(dāng)上管 MOSFET 導(dǎo)通時(shí),柵極主要由存儲(chǔ)在自舉電容中的電荷驅(qū)動(dòng)。如果柵極電容非常高,而自舉電容中存儲(chǔ)的電荷又不足,則上管 MOSFET 有可能無(wú)法完全導(dǎo)通;這會(huì)導(dǎo)致上管 VDS 故障。在 BST 引腳上連接較大電容通常可以改善這種情況。
另一方面,在高 PWM 頻率下,驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O所需的電流量也會(huì)增加。在某些情況下,這可能導(dǎo)致 VREG 紫紫紫 故障。當(dāng)采用大 MOSFET 和高 PWM 頻率時(shí),建議在 VREG 引腳上使用較大電容以幫助避免這些故障。
柵極驅(qū)動(dòng)電阻
MP653x 柵極驅(qū)動(dòng)輸出和 MOSFET 柵極之間通常會(huì)插入電阻。這些電阻會(huì)限制 MOSFET 開關(guān)的速度。
死區(qū)時(shí)間
為防止上下管 MOSFET 同時(shí)導(dǎo)通,從而導(dǎo)致 VIN 電源直接接地(超大電流穿過(guò) MOSFET),必須在一個(gè) MPOSFET 關(guān)斷和另一個(gè) MPOSFET 導(dǎo)通之間插入一個(gè)短時(shí)長(zhǎng),即死區(qū)時(shí)間。無(wú)論輸入信號(hào)時(shí)序如何,MP653x 系列驅(qū)動(dòng)器都會(huì)在開關(guān)期間生成死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間可通過(guò)連接到 DT 引腳上的外部電阻值進(jìn)行設(shè)置。
消隱(或抗尖峰脈沖)時(shí)間
MOSFET 的開關(guān)需要一定的時(shí)間;因此,MOSFET 需要在導(dǎo)通后等待一段時(shí)間,然后再檢查是否存在需要 OCP 保護(hù)的問題,這段時(shí)間即稱為消隱時(shí)間。從死區(qū)時(shí)間結(jié)束到 VDS 檢測(cè)電路檢測(cè) MOSFET 兩端電壓的時(shí)間點(diǎn),即為消隱時(shí)間。
對(duì)60V器件而言,SCP檢測(cè)的消隱時(shí)間為3μS;對(duì)100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件而言,則為 2.73μS。MOSFET 必須在消隱時(shí)間結(jié)束之前完全導(dǎo)通,否則將觸發(fā) SCP 保護(hù)!
配置外部元件
外部元件的配置可能對(duì) MP653x 預(yù)驅(qū)動(dòng)器的保護(hù)功能產(chǎn)生影響,下面將給出部分配置建議。
MOSFET 柵極電阻
通常情況下,MP653x 和 MOSFET 柵極之間的電阻(或電阻/二極管網(wǎng)絡(luò))由輸出端所需的上升/下降時(shí)間決定。上升/下降時(shí)間快,可以最大限度地減少開關(guān)損耗;反之則可以優(yōu)化 EMI。
但無(wú)論快慢,上升/下降時(shí)間都必須小于上述消隱時(shí)間。如果消隱時(shí)間結(jié)束時(shí) MOSFET 還未完全導(dǎo)通,則 SCP 將被觸發(fā)。
功率 MOSFET 的柵極可以看作是柵極和源極端子之間的非線性電容。雖然柵極不傳導(dǎo)直流電流,但仍需要電流對(duì)柵極電容進(jìn)行充電和放電,以導(dǎo)通和關(guān)斷 MOSFET。提供給柵極的電流量決定了完全導(dǎo)通 MOSFET 所需的時(shí)間。同樣,當(dāng)電流從柵極拉出時(shí),該電流量也決定了 MOSFET 的關(guān)斷時(shí)間。
要了解驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O所需的條件,要先知道 MOSFET 必須以多快的速度開關(guān)。設(shè)計(jì)人員需要在低開關(guān)損耗(需要快速上升和下降時(shí)間)和低 EMI(需要緩慢上升和下降時(shí)間)之間進(jìn)行權(quán)衡。此外,PWM 頻率以及所需的最小/最大占空比也對(duì)開關(guān)速度有所限制。例如,對(duì)于 20kHz 的 PWM 頻率,1% 的占空比需要生成 500ns 的脈沖,這需要幾百納秒或更短的上升/下降時(shí)間。
確定所需的上升/下降時(shí)間之后,就可以用公式 QG / t 來(lái)估算所需的柵極驅(qū)動(dòng)電流。公式中的 QG 為總柵極電荷,t 為所需的上升/下降時(shí)間。
注意,這里計(jì)算的是整個(gè)上升/下降時(shí)間內(nèi)需要的驅(qū)動(dòng)電流總量。實(shí)際上,柵極驅(qū)動(dòng)電流通常在這段時(shí)間內(nèi)會(huì)有所變化,因?yàn)榇蠖鄶?shù)柵極驅(qū)動(dòng)器都非恒流驅(qū)動(dòng)器。
如果向柵極提供恒定電流,則柵極電壓不具備線性斜率,而是在 MOSFET 開關(guān)期間趨于平穩(wěn) (見圖 1)。這就是由柵漏電容引起的“米勒平臺(tái)”。當(dāng)漏極轉(zhuǎn)換時(shí),該電容需要電流充電,因此柵源電容的充電速度將減慢。
為柵極充電提供的電流越小,完成轉(zhuǎn)換所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。
圖 1:1A 恒流柵極驅(qū)動(dòng)(100nC - 紅色 = 柵極,紫色 = 漏極,200ns/div。)
圖 2:具有 12Ω 串聯(lián)電阻的 12V 柵極驅(qū)動(dòng)(100nC - 紅色 = 柵極,紫色 = 漏極,200ns/div。)
采用具有 12Ω 串聯(lián)電阻的 12V 恒壓柵極驅(qū)動(dòng)時(shí),其波形如 圖 2 所示。從圖中可以看到,平臺(tái)仍然存在,但柵極達(dá)到 12V 需要的時(shí)間更長(zhǎng),漏極的切換時(shí)間則幾乎相同。如 圖 3 所示,添加一個(gè)二極管可以獲得獨(dú)立的上升和下降時(shí)間。
圖 3:添加二極管示意圖
圖 4:柵極和輸出波形
這樣做的目的是為了確保半橋配置中的一個(gè) FET 在相反 FET 導(dǎo)通之前能完全關(guān)斷,從而保證死區(qū)時(shí)間。如 圖 4 所示,下管柵極 (GLA) 在通過(guò)二極管放電時(shí)速度非常快,但上管柵極 (GHA) 則由于電阻的存在而充電緩慢。其結(jié)果是,在上管 MOSFET 導(dǎo)通控制之下,輸出 (SHA) 具有緩慢的上升時(shí)間。
由于柵極具有非線性電容,并且驅(qū)動(dòng)器通常也不是真正的電壓或電流源(通常只是工作在線性區(qū)域的 FET ),因此很難精確計(jì)算出實(shí)現(xiàn)特定上升或下降時(shí)間所需的電阻。最好的方法還是通過(guò)實(shí)驗(yàn)或模擬得出正確的值。計(jì)算時(shí),首先假設(shè)柵極驅(qū)動(dòng)電流等于柵極驅(qū)動(dòng)電壓(通常為 12V )除以串聯(lián)電阻,同時(shí)確保計(jì)算中包含了柵極驅(qū)動(dòng)器的輸出電阻。
MP653x 預(yù)驅(qū)動(dòng)器在柵極驅(qū)動(dòng)輸出端具有內(nèi)部下拉電阻,因此無(wú)需在 MOSFET 的漏極到源極之間連接外部電阻。在上管 MOSFET 上放置柵源電阻會(huì)導(dǎo)致 BST 電容放電,從而引起 OCP 故障。這個(gè)問題將在下文做進(jìn)一步描述。
死區(qū)時(shí)間電阻
MP653x 前置驅(qū)動(dòng)器具有可配置死區(qū)時(shí)間功能,這將在半橋中的一個(gè) MOSFET 關(guān)斷與另一個(gè) MOSFET 導(dǎo)通之間插入時(shí)間延遲。
該系列器件的死區(qū)時(shí)間可通過(guò)單個(gè)接地電阻進(jìn)行配置,且具有寬配置范圍。60V 器件的死區(qū)時(shí)間配置范圍為 30nS 至 6μS;100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件的配置范圍則為 77nS 至 4.6μS。
電阻值的計(jì)算如下:
$$60V parts: t_{DEAD}(nS) = 3.7*R(kΩ)$$ $$100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V parts: t_{DEAD}(μs) = 0.044*R(kΩ) + 0.1$$
注意,直到死區(qū)時(shí)間結(jié)束,后 SCP 的消隱時(shí)間才開始。
自舉 (BST) 電容
自舉電容提供導(dǎo)通 HS MOSFET 所需的大峰值電流。這些電容在輸出被拉低時(shí)充電,所充電荷在輸出被拉高時(shí)再用于導(dǎo)通 HS MOSFET。注意,當(dāng)輸出長(zhǎng)時(shí)間保持高電平時(shí),內(nèi)部電荷泵會(huì)保持自舉電容持續(xù)充電。
自舉電容要足夠大才能使上管 MOSFET 完全導(dǎo)通。 否則,上管 MOSFET 兩端的 VDS 將增大,并可能觸發(fā) SCP。
自舉電容的選型取決于 MOSFET 的總柵極電荷。當(dāng) HS MOSFET 導(dǎo)通時(shí),存儲(chǔ)在自舉電容中的電荷被傳遞到 HS MOSFET 柵極。最小自舉電容的簡(jiǎn)化近似值估算如下:
$$C_{BOOT} > 8*QG$$
其中 QG 是以 nC 為單位的 MOSFET 總柵極電荷,CBOOT 的單位為 nF。
自舉電容不應(yīng)超過(guò) 1μF,否則可能導(dǎo)致啟動(dòng)時(shí)工作不正常。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言,自舉電容應(yīng)介于 0.1μF 和 1μF 之間,并采用額定電壓最低 25V 的 X5R/X7R 陶瓷電容。
VREG 旁路電容
為下管 MOSFET 柵極和自舉電容充電所需的大峰值電流主要來(lái)自 VREG 旁路電容。VREG 電源只能驅(qū)動(dòng)有限的直流電流。采用太小的電容會(huì)導(dǎo)致較低的柵極驅(qū)動(dòng)電壓,從而觸發(fā) SCP 保護(hù)。
建議采用最小 10μF 的 X5R/X7R 陶瓷電容,額定電壓最低 25V。較大的電容需要配合非常大的 MOSFET 和/或非常高的 PWM 頻率。
過(guò)流保護(hù)(LSS 檢測(cè)電阻)
過(guò)流保護(hù)功能通過(guò)連接到 LSS 引腳上的單個(gè)共享下管分流電阻來(lái)感測(cè)電機(jī)電流。當(dāng)該電阻兩端的壓降超過(guò) OCP 閾值時(shí)(如前文所述),將觸發(fā) OCP。
請(qǐng)注意,OCP 保護(hù)過(guò)程中的行為因器件而異,具體詳情請(qǐng)參閱表 1。外部檢測(cè)電阻的大小取決于是否可在最大預(yù)期電機(jī)電流下提供小于 500mV(60V 器件)或 175mV(100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件)的壓降。 例如,如果采用 50mΩ 的電阻,10A 電流將帶來(lái) 500mV 的壓降,并激活 60V 器件的過(guò)流保護(hù)。
選型時(shí)還需要考慮增加一定的裕量,以便在某些電機(jī)電流高于正常值的條件下不會(huì)觸發(fā) OCP 保護(hù)。例如,需要考慮電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的失速電流,以及換向產(chǎn)生的電流脈沖。另外,誤換向也常常發(fā)生;有時(shí)一個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上的電流要比另一個(gè)方向多,這會(huì)導(dǎo)致在每個(gè)換向點(diǎn)都出現(xiàn)電流尖峰。
直接將 LSS 接地,可禁用此功能。
OCREF 電壓(SCP 閾值)
SCP 檢測(cè)電平由施加到 OCREF 引腳上的電壓來(lái)設(shè)置。該電壓設(shè)置了觸發(fā) OCP 的閾值。如果 MOSFET 的 VDS 在消隱時(shí)間之后仍高于 OPCREF,則觸發(fā) OCP。
OCREF 電壓應(yīng)至少高于所有 MOSFET 在最高預(yù)期負(fù)載電流下的預(yù)期壓降。但 MOSFET 的 rds(on) 變化較大,尤其是在高溫下。而且,PCB 跡線電阻在大電流下也可能接近 MOSFET 電阻。因此,通常情況下,OCREF 需要設(shè)置得比初始計(jì)算預(yù)測(cè)值高很多,通常為計(jì)算最大值的兩倍。
同樣,還需要考慮峰值電流(諸如換向期間產(chǎn)生的電流),以防止意外激活 OCP 保護(hù)。
CSO 引腳電阻和電容(僅適用于100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件)
CSO 引腳電壓超過(guò) 3.5V 時(shí)會(huì)觸發(fā) OCP 事件,所有輸出 FET 都會(huì)關(guān)斷,nFAULT 引腳被置為低電平有效。
一旦流過(guò)下管 FET 和檢測(cè)電阻的電流停止,CSO 引腳電壓就不再升高,反而開始以一定的速率下降;下降速率由 CSO 的外部接地電容和電阻決定。當(dāng)電壓降至 2.9V 以下時(shí),輸出 FET 重新啟用,nFAULT 引腳變?yōu)闊o(wú)效。
關(guān)斷時(shí)間是根據(jù)外部電容和內(nèi)部反饋電阻(可能與外部電阻并聯(lián))的值來(lái)設(shè)置的。CSO 達(dá)到 3.5V 所導(dǎo)致的關(guān)斷時(shí)間可通過(guò)以下公式來(lái)估算:
SCP 激活之后(當(dāng) VDS 超過(guò) OCREF )導(dǎo)致的關(guān)斷時(shí)間會(huì)更長(zhǎng),因?yàn)?CSO 先被拉至 6V,然后必須衰減至 2.9V 才能重啟輸出。此關(guān)斷時(shí)間可通過(guò)以下公式來(lái)估算:
其中 C 是 CSO 的接地電容; R 是 CSO 的接地總電阻,包括內(nèi)部反饋電阻 (約450kΩ)和任何與之并聯(lián)的外部接地電阻。
自舉預(yù)充電
自舉電容的預(yù)充電雖然不屬于保護(hù)功能,但在某些情況下也需要注意。當(dāng) BST 電容中的電荷不足時(shí),啟用上管 MOSFET 可能會(huì)導(dǎo)致 SCP 故障;因?yàn)殡姾刹蛔銦o(wú)法完全增強(qiáng)上管 MOSFET。BST 電容的預(yù)充電是通過(guò)短時(shí)間導(dǎo)通下管 MOSFET 來(lái)完成的。
這在 120 度換向期間尤其存在問題,它將導(dǎo)致相位在一段時(shí)間內(nèi)處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。如果存在漏電流的話,BST 電容可能會(huì)在此期間放電。另外,切勿在上管 MOSFET 上添加任何柵源電阻,因?yàn)檫@也將導(dǎo)致 BST 電容放電。
部分 MP653x 器件在特定條件下將執(zhí)行自動(dòng)自舉充電序列。該自動(dòng)序列會(huì)在極短的時(shí)間內(nèi)(60V 器件為 1.8μS,100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V型, 100V 器件為 4.6μS)按順序?qū)總€(gè)下管 MOSFET。具體請(qǐng)見表 2。
MP6528、MP6530 MP6530、MP6532、MP6534、MP6535 | MP6531A、MPQ6531 MPQ6531、MP6537、MP6538、MP6539 |
退出高阻態(tài)時(shí)自動(dòng)預(yù)充電 (1) | 從 VREG 紫紫紫 恢復(fù)后自動(dòng)預(yù)充電 (2) |
表 2:自舉預(yù)充電
(1) 120 度換向期間,這些器件在退出高阻抗換向相位時(shí)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行升壓預(yù)充電。
(2) 120 度換向期間,建議控制器進(jìn)行自舉電容充電;或在退出高阻抗換向相位時(shí)將相位先拉低,再拉高。
雖然內(nèi)部電荷泵會(huì)為自舉電容充電,但在 VREG 紫紫紫 之后,電容仍需要一些時(shí)間來(lái)充電,因?yàn)閮?nèi)部電荷泵只能提供很小的驅(qū)動(dòng)電流。如果在 BST 電容充電之前導(dǎo)通上管 MOSFET,則可能會(huì)由于 BST 電容電荷不足而觸發(fā) OCP 故障。這種情況可以通過(guò)在導(dǎo)通上管 FET 之前將輸出拉低(導(dǎo)通下管 MOSFET)來(lái)預(yù)防。輸出端(SHx 引腳)的無(wú)源下拉電阻也有助于確保 BST 電容被充電。
禁用保護(hù)功能
如果系統(tǒng)不需要 MP653x 器件提供 SCP 和 OCP 保護(hù)功能,可以在 OCREF 和 VREG 引腳之間連接 100k 電阻以禁用這些功能。但 VIN UVLO 和 VREG 紫紫紫 功能仍然有效。
審核編輯:彭菁
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