ZHCSUG4A January   2024  – May 2024 MCF8315C-Q1

PRODUCTION DATA  

  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 - 汽车
    3. 5.3 建议运行条件
    4. 5.4 热性能信息
    5. 5.5 电气特性
    6. 5.6 标准和快速模式下 SDA 和 SCL 总线的特征
  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  输出级
      2. 6.3.2  器件接口
        1. 6.3.2.1 接口 - 控制和监控
        2. 6.3.2.2 I2C 接口
      3. 6.3.3  混合模式降压稳压器
        1. 6.3.3.1 以电感器模式降压
        2. 6.3.3.2 以电阻器模式降压
        3. 6.3.3.3 具有外部 LDO 的降压稳压器
        4. 6.3.3.4 降压稳压器上的 AVDD 电源时序
        5. 6.3.3.5 混合模式降压运行和控制
        6. 6.3.3.6 降压欠压保护
        7. 6.3.3.7 降压过流保护
      4. 6.3.4  AVDD 线性稳压器
      5. 6.3.5  电荷泵
      6. 6.3.6  压摆率控制
      7. 6.3.7  跨导（死区时间）
      8. 6.3.8  电机控制输入源
        1. 6.3.8.1 模拟模式电机控制
        2. 6.3.8.2 PWM 模式电机控制
        3. 6.3.8.3 基于 I2C 的电机控制
        4. 6.3.8.4 频率模式电机控制
        5. 6.3.8.5 速度配置文件
          1. 6.3.8.5.1 线性基准曲线
          2. 6.3.8.5.2 阶梯基准曲线
          3. 6.3.8.5.3 正向/反向基准曲线
      9. 6.3.9  在不同初始条件下启动电机
        1. 6.3.9.1 案例 1 – 电机静止
        2. 6.3.9.2 案例 2 – 电机正向旋转
        3. 6.3.9.3 案例 3 – 电机反向旋转
      10. 6.3.10 电机启动顺序 (MSS)
        1. 6.3.10.1 初始速度检测 (ISD)
        2. 6.3.10.2 电机重新同步
        3. 6.3.10.3 反向驱动
          1. 6.3.10.3.1 反向驱动调谐
      11. 6.3.11 电机启动
        1. 6.3.11.1 对齐
        2. 6.3.11.2 双对齐
        3. 6.3.11.3 初始位置检测 (IPD)
          1. 6.3.11.3.1 IPD 操作
          2. 6.3.11.3.2 IPD 释放模式
          3. 6.3.11.3.3 IPD 超前角度
        4. 6.3.11.4 慢速首循环启动
        5. 6.3.11.5 开环
        6. 6.3.11.6 从开环转换到闭环
      12. 6.3.12 闭环运行
        1. 6.3.12.1 闭环加速/减速压摆率
        2. 6.3.12.2 速度 PI 控制
        3. 6.3.12.3 电流 PI 控制
        4. 6.3.12.4 转矩模式
        5. 6.3.12.5 过调制
      13. 6.3.13 电机参数
        1. 6.3.13.1 电机电阻
        2. 6.3.13.2 电机电感
        3. 6.3.13.3 电机反电动势常数
      14. 6.3.14 电机参数提取工具 (MPET)
      15. 6.3.15 防电压浪涌 (AVS)
      16. 6.3.16 主动制动
      17. 6.3.17 输出 PWM 开关频率
      18. 6.3.18 PWM 调制方案
      19. 6.3.19 死区时间补偿
      20. 6.3.20 电机停止运转选项
        1. 6.3.20.1 滑行（高阻态）模式
        2. 6.3.20.2 低边制动
        3. 6.3.20.3 主动降速
      21. 6.3.21 FG 配置
        1. 6.3.21.1 FG 输出频率
        2. 6.3.21.2 开环期间的 FG
        3. 6.3.21.3 空闲和故障期间的 FG
      22. 6.3.22 直流母线电流限制
      23. 6.3.23 保护功能
        1. 6.3.23.1  VM 电源欠压锁定
        2. 6.3.23.2  AVDD 欠压锁定 (AVDD_UV)
        3. 6.3.23.3  降压欠压锁定 (BUCK_UV)
        4. 6.3.23.4  VCP 电荷泵欠压锁定 (CPUV)
        5. 6.3.23.5  过压保护 (OVP)
        6. 6.3.23.6  过流保护 (OCP)
          1. 6.3.23.6.1 OCP 锁存关断 (OCP_MODE = 00b)
          2. 6.3.23.6.2 OCP 自动重试 (OCP_MODE = 01b)
        7. 6.3.23.7  降压过流保护
        8. 6.3.23.8  硬件锁定检测电流限制 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 6.3.23.8.1 HW_LOCK_ILIMIT 锁存关断 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 6.3.23.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自动恢复 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 6.3.23.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 仅报告 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 6.3.23.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 已禁用 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE= 1xx1b)
        9. 6.3.23.9  电机锁定 (MTR_LCK)
          1. 6.3.23.9.1 MTR_LCK 锁存关断 (MTR_LCK_MODE = 00xxb)
          2. 6.3.23.9.2 MTR_LCK 自动恢复 (MTR_LCK_MODE= 01xxb)
          3. 6.3.23.9.3 MTR_LCK 仅报告 (MTR_LCK_MODE = 1000b)
          4. 6.3.23.9.4 MTR_LCK 已禁用 (MTR_LCK_MODE = 1xx1b)
        10. 6.3.23.10 电机锁定检测
          1. 6.3.23.10.1 锁定 1：异常速度 (ABN_SPEED)
          2. 6.3.23.10.2 锁定 2：异常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 6.3.23.10.3 锁定 3：无电机故障 (NO_MTR)
        11. 6.3.23.11 最小 VM（欠压）保护
        12. 6.3.23.12 最大 VM（过压）保护
        13. 6.3.23.13 MPET 故障
        14. 6.3.23.14 IPD 故障
        15. 6.3.23.15 热警告 (OTW)
        16. 6.3.23.16 热关断（TSD）
    4. 6.4 器件功能模式
      1. 6.4.1 功能模式
        1. 6.4.1.1 睡眠模式
        2. 6.4.1.2 待机模式
        3. 6.4.1.3 故障复位 (CLR_FLT)
    5. 6.5 外部接口
      1. 6.5.1 DRVOFF 功能
      2. 6.5.2 DAC 输出
      3. 6.5.3 电流检测输出
      4. 6.5.4 振荡源
        1. 6.5.4.1 外部时钟源
      5. 6.5.5 外部看门狗
    6. 6.6 EEPROM 访问和 I2C 接口
      1. 6.6.1 EEPROM 访问
        1. 6.6.1.1 EEPROM 写入
        2. 6.6.1.2 EEPROM 读取
      2. 6.6.2 I2C 串行接口
        1. 6.6.2.1 I2C 数据字
        2. 6.6.2.2 I2C 写入事务
        3. 6.6.2.3 I2C 读取事务
        4. 6.6.2.4 I2C 通信协议数据包示例
        5. 6.6.2.5 I2C 时钟延展
        6. 6.6.2.6 CRC 字节计算
  8. 7 EEPROM（非易失性）寄存器映射
    1. 7.1 Algorithm_Configuration 寄存器
    2. 7.2 Fault_Configuration 寄存器
    3. 7.3 Hardware_Configuration 寄存器
    4. 7.4 Internal_Algorithm_Configuration 寄存器
  9. 8 RAM（易失性）寄存器映射
    1. 8.1 Fault_Status 寄存器
    2. 8.2 System_Status 寄存器
    3. 8.3 器件控制寄存器
    4. 8.4 Algorithm_Control 寄存器
    5. 8.5 算法变量寄存器
  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 应用曲线
        1. 9.2.1.1 电机启动
        2. 9.2.1.2 MPET
        3. 9.2.1.3 死区时间补偿
        4. 9.2.1.4 自动转换
        5. 9.2.1.5 抗电压浪涌 (AVS)
        6. 9.2.1.6 使用 DACOUT 进行实时变量跟踪
    3. 9.3 电源相关建议
      1. 9.3.1 大容量电容
    4. 9.4 布局
      1. 9.4.1 布局指南
      2. 9.4.2 散热注意事项
        1. 9.4.2.1 功率损耗
  11. 10器件和文档支持
    1. 10.1 支持资源
    2. 10.2 商标
    3. 10.3 静电放电警告
    4. 10.4 术语表
  12. 11修订历史记录
  13. 12机械、封装和可订购信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

6.3.23 保护功能

MCF8315C-Q1 针对许多故障事件提供了保护功能，包括电机锁定、VM 欠压、AVDD 欠压、降压欠压、电荷泵欠压、过热和过流事件。表 6-5 总结了不同故障的响应、恢复模式、功率级状态、报告机制。

注：
  1. 可操作故障（锁存或重试）始终在 nFAULT 引脚（逻辑低电平）上报告。
  2. 当 ALARM_PIN_EN 设置为 1b 时，将在 ALARM 引脚（逻辑高电平）上报告可操作故障（锁定或重试）。
  3. 仅当 ALARM_PIN_EN 设置为 0b 时，才会在 nFAULT（逻辑低电平）上报告仅报告故障。当 ALARM_PIN_EN 设置为 1b 时，仅在 ALARM 引脚（逻辑高电平）上报告仅报告故障，而 nFAULT 保持高电平（通过上拉）。
  4. 多种故障场景的优先级顺序为锁存 > 较慢重试时间故障 > 较快重试时间故障 > 仅报告故障。例如，如果锁存和重试故障同时发生，则器件将保持锁存在故障模式，直到用户通过向 CLR_FLT 写入 1b 发出清除故障命令。如果同时发生两个重试时间不同的重试故障，则器件仅在重试时间较长（较慢）的时间过后才进行重试。
  5. 恢复仅指消除故障条件后 FET 的状态（高阻态或活动状态）。自动表示在故障条件消除后，当重试时间已过时，器件自动恢复（并且 FET 处于活动状态）。锁存表示器件等待清除故障条件（通过向 CLR_FLT 位写入 1b）以使 FET 再次处于活动状态。
  6. 在故障响应（FET 处于高阻态）后，可能需要多达 200ms，才会在 nFAULT 引脚（逻辑低电平）、ALARM 引脚（逻辑高电平）和故障状态寄存器上报告可操作（锁定或重试）故障。
  7. 发出 CLR_FLT 命令（通过 I2C）后，锁定的故障可能需要多达 200ms 才能清除。
表 6-5 故障操作和响应
故障 条件 配置 报告 FETs 数字 恢复
VM 欠压 VVM < VUVLO（下降） — — 高阻态 禁用 自动：
VVM > VUVLO（上升）
AVDD 欠压 VAVDD < VAVDD_UV（下降） — — 高阻态 禁用 自动：
VAVDD > VAVDD_UV（上升）
降压欠压
(BUCK_UV)		 VFB_BK < VBK_UV（下降） — — 活动/高阻态 活动/禁用 自动：
VFB_BK > VBK_UV（上升）
电荷泵欠压
(VCP_UV)		 VCP < VCPUV（下降） — nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 自动：
VVCP > VCPUV（上升）
过压保护
(OVP)		 VVM > VOVP（上升） OVP_EN = 0b 无 有效 有效 无操作
OVP_EN = 1b nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 自动：
VVM < VOVP
（下降）
过流保护
(OCP)		 IPHASE > IOCP OCP_MODE = 00b nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
OCP_MODE = 01b nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：
tRETRY
降压过流保护
(BUCK_OCP)		 IBK > IBK_OCP — — 高阻态 禁用 自动
电机锁定
(MTR_LCK)		 电机锁定：速度异常；无电机锁定；BEMF 异常 MTR_LCK_MODE = 0000b 或 0001b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 0010b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 0011b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
MTR_LCK_MODE = 0100b 或 0101b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 0110b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 0111b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
MTR_LCK_MODE = 1000b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 有效 有效 无操作
MTR_LCK_MODE = 1xx1b 无 有效 有效 无操作
硬件锁定检测电流限制
(HW_LOCK_LIMIT)
VSOX > HW_LOCK_ILIMIT HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0000b 或 0001b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0010b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0011b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0100b 或 0101b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0110b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 0111b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 有效 有效 无操作
HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b 无 有效 有效 无操作
软件锁定检测电流限制
(LOCK_LIMIT)
VSOX > LOCK_ILIMIT LOCK_ILIMIT_MODE = 0000b 或 0001b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 0010b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 0011b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 锁存：
CLR_FLT
LOCK_ILIMIT_MODE = 0100b 或 0101b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 0110b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 0111b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 低侧制动 有效 重试：
tLCK_RETRY
LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 有效 有效 无操作
LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b 无 有效 有效 无操作
IPD 超时故障
（IPD_T1_FAULT 和 IPD_T2_FAULT）		 IPD TIME > 500ms（大约），在 IPD 电流上升或下降期间 IPD_TIMEOUT_FAULT_EN = 0b — 有效 有效 无操作
IPD_TIMEOUT_FAULT_EN = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：tLCK_RETRY
IPD 频率故障
(IPD_FREQ_FAULT)		 在前一个 IPD 脉冲中的电流衰减之前的 IPD 脉冲 IPD_FREQ_FAULT_EN = 0b — 有效 有效 无操作
IPD_FREQ_FAULT_EN = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 重试：tLCK_RETRY
MPET IPD 故障
(MPET_IPD_FAULT)		 与 MPET R、L 测量期间的 IPD 超时故障相同 — nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
MPET 反电动势故障
(MPET_BEMF_FAULT)		 电机反电动势 < MPET Ke 和机械参数测量期间的 STAT_DETECT_THR — nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
最大 VM（过压）故障 VVM > MAX_VM_MOTOR（如果 MAX_VM_MOTOR ≠ 000b） MAX_VM_MODE = 0b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
MAX_VM_MODE = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 自动：
(VVM < MAX_VM_MOTOR - 1)-V
最小 VM（欠压）故障 VVM < MIN_VM_MOTOR（如果 MIN_VM_MOTOR ≠ 000b） MIN_VM_MODE = 0b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
MIN_VM_MODE = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 自动：
(VVM > MIN_VM_MOTOR + 0.5)-V
外部看门狗 当 EXT_WDT_EN =1b 时，看门狗触发不会在配置的时间间隔之前到达。请参阅节 6.5.5 EXT_WDT_FAULT_MODE = 0b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 有效 有效 无操作
EXT_WDT_FAULT_MODE = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 锁存：
CLR_FLT
总线电流限制 IVM > BUS_CURRENT_LIMIT。请参阅节 6.3.22 BUS_CURRENT_LIMIT_ENABLE = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 活动状态；电机速度/电流将受到限制以限制直流总线电流 有效 自动：当 IVM < BUS_CURRENT_LIMIT 时，速度限制将消除
电流环路饱和 表示由于 VVM 较低而导致电流环路饱和 SATURATION_FLAGS_EN = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 活动状态；电机速度可能无法达到速度基准 有效 自动：电机在退出饱和状态时达到基准工作点
速度环路饱和 表示由于 VVM 较低、ILIMIT 设置较低等而导致速度环路饱和。 SATURATION_FLAGS_EN = 1b nFAULT 和 CONTROLLER_FAULT_STATUS 寄存器 活动状态；电机速度可能无法达到速度基准 有效 自动：电机在退出饱和状态时达到基准工作点
热警告
(OTW)		 TJ > TOTW OTW_REP = 0b — 有效 有效 无操作
OTW_REP = 1b nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 有效 有效 无操作
FET 热关断
(TSD_FET)		 TJ > TTSD_FET — nFAULT 和 GATE_DRIVER_FAULT_STATUS 寄存器 高阻态 有效 自动：
TJ < TTSD_FET – TTSD_FET_HYS
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