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MPS推出的新一代車規級三相門級驅動器—MPQ6533

MPS芯源系統 ? 來源:MPS芯源系統 ? 2024-03-27 13:41 ? 次閱讀
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汽車行業代表著國家高端制造業水平,在國民經濟中占有舉足輕重的地位。伴隨著汽車電動化、智能化、集成化的不斷發展,對車規級電機驅動器也提出了更高的要求,MPQ6533由此應運而生。

MPQ6533作為MPS推出的新一代車規級三相門級驅動器,內部集成LDO電荷泵,支持100%占空比工作,可用于驅動一個三相無刷直流電機或者兩個有刷直流電機。因此廣泛應用于汽車工業領域,如電動尾門電動天窗電動座椅調節等應用。

MPQ6533的主要優勢和技術特點

內置LDO,用于門級驅動

SPI接口調配內部資源

內置電荷泵,支持100%占空比工作

輸入邏輯冗余

內置電流采樣

死區,開通/關斷速度可調

Blanking Time可調

QFN-32 (5mm X 5mm)封裝

AECQ-100認證

01

完善的保護和故障診斷功能

MPQ6533故障診斷功能主要包括VIN/BST/VG的欠壓報警,過流保護,過溫保護,負載開路檢測以及反向電池保護。

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值得一提的是MPQ6533的過流保護閾值可由用戶通過SPI進行靈活配置,它還有6個獨立的OCP標識,用于指示具體哪個MOSFET觸發了過流,精準定位故障發生的通道,大大提高了診斷效率。此外,為了防止OCP誤觸發,MPQ6533設計了可調節的Blanking Time。

① 開路/短路檢測原理

首先需要將待檢通道關閉,然后通過FAULT寄存器中的OLSx位使能內部的1V電壓源,通過OUT寄存器中的OUTx位狀態判斷通道是否發生負載開路或者短路。當通道對電源/地負載連接良好時,SHx節點電壓會被外部負載拉到VIN或者GND,此時相應的OUTx位輸出狀態位0,當通道對電源/地負載發生負載開路時,SHx節點會被內部弱電壓源拉到1V,此時OUTx輸出狀態為1,報告負載開路。

當負載接在兩個通道之間時,通過使能對向端的電壓源來判斷是否開路,負載連接良好時,檢測端電壓會被對向弱電壓拉到1V,OUTx輸出1,當發生負載斷路時,檢測端電壓會被內部電阻下拉到0,此時OUTx輸出0,報告負載開路。

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該電路也可用于通道對電源或對地短路檢測。

②反向電池保護原理

MPQ6533內置電荷泵可在VRG引腳上產生一個比VIN高12V的電壓,用于外部反向電池保護MOSFET的門級驅動。VBAT上電初始時刻,防反MOSFET截止,當電池正接時防反MOSFET的體二極管導通,此時可通過使能FAULT寄存器中的ENVRG位來控制外部防反MOSFET開通或是關斷。當電池反接時,由于防反MOSFET的體二極管反向截止,VIN端就不會有電壓,無法工作,保證了電池反接時MPQ6533不會損壞。

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02 開通/關斷速度和死區可調

提高電機工作效率和快速建立門級驅動電壓時產生的EMI往往是一對矛盾體, MPQ6533設計了可調的Slew Rate和Dead Time,合理的設置Slew Rate和Dead Time能夠在可接受的EMI范圍內提高電機工作效率。

03 內置電流采樣運算放大器和多路選擇器

多路選擇器選擇通道后,運算放大器將采集相應通道的下管壓降Vds,并放大20到250倍后(放大倍數由SPI設置),經CSO引腳輸出,可用于電機閉環控制。該方案無需外置采樣電阻,多路選擇器將三個采樣節點的輸出縮減到一個,保障實用性的同時最大限度的節省外部資源。

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04 GUI操作說明

當系統電源建立無誤之后,我們需要先使能ENVRG,確保外部防反MOSFET導通,否則芯片的供電是通過防反MOSFET的體二極管形成的通路,這樣不僅會導致系統效率降低,長時間重載工作甚至會損壞防反MOSFET。

MPQ6533 GUI分為A, B, C三個通道,Channel A, B, C部分可獨立設置開通/關斷速度, 死區時間, 電流采樣增益等參數,Global部分用于電流采樣輸出的通道選擇,過流保護模式選擇,以及SPI時鐘頻率選擇,當所有參數設置完畢后,點擊Send按鍵會將所有設置發送給MPQ6533。

Fault Indication會實時報告故障診斷結果,包括欠壓報警/關斷,過溫報警/關斷,過流保護,負載開路診斷等。如上文分析,負載開路檢測功能使能情況下,當負載對地或者對電源連接時,OUTA, OUTB, OUTC指示燈為紅色,說明相應通道負載開路;當負載接在兩個通道之間時,OUTA, OUTB, OUTC指示燈為綠色,說明負載開路。

從Register Map中我們可以查看內部所有寄存器當前的狀態。

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審核編輯:劉清

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原文標題:領導時代,駕馭未來,MPS車規級三相門級驅動解決方案——MPQ6533

文章出處:【微信號:MPS芯源系統,微信公眾號:MPS芯源系統】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。

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