ZHCSQ51 November   2023 MCF8329A

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 修订历史记录
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级 - 通信
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息 1pkg
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 标准和快速模式下 SDA 和 SCL 总线的特征
    7. 6.7 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1 概述
    2. 7.2 功能方框图
    3. 7.3 特性说明
      1. 7.3.1  三相 BLDC 栅极驱动器
      2. 7.3.2  栅极驱动架构
        1. 7.3.2.1 死区时间和跨导预防
      3. 7.3.3  AVDD 线性稳压器
      4. 7.3.4  DVDD 稳压器
        1. 7.3.4.1 AVDD 供电的 VREG
        2. 7.3.4.2 用于 VREG 的外部电源
        3. 7.3.4.3 用于 VREG 电源的外部 MOSFET
      5. 7.3.5  低侧电流检测放大器
      6. 7.3.6  器件接口模式
        1. 7.3.6.1 接口 - 控制和监控
        2. 7.3.6.2 I2C 接口
      7. 7.3.7  电机控制输入选项
        1. 7.3.7.1 模拟模式电机控制
        2. 7.3.7.2 PWM 模式电机控制
        3. 7.3.7.3 频率模式电机控制
        4. 7.3.7.4 基于 I2C 的电机控制
        5. 7.3.7.5 输入控制基准曲线
          1. 7.3.7.5.1 线性控制曲线
          2. 7.3.7.5.2 阶梯控制曲线
          3. 7.3.7.5.3 正向/反向曲线
        6. 7.3.7.6 在不使用分析器的情况下控制输入传递函数
      8. 7.3.8  自举电容器初始充电
      9. 7.3.9  在不同初始条件下启动电机
        1. 7.3.9.1 案例 1 – 电机静止
        2. 7.3.9.2 案例 2 – 电机正向旋转
        3. 7.3.9.3 案例 3 – 电机反向旋转
      10. 7.3.10 电机启动顺序 (MSS)
        1. 7.3.10.1 初始速度检测 (ISD)
        2. 7.3.10.2 电机重新同步
        3. 7.3.10.3 反向驱动
          1. 7.3.10.3.1 反向驱动调谐
        4. 7.3.10.4 电机启动
          1. 7.3.10.4.1 对齐
          2. 7.3.10.4.2 双对齐
          3. 7.3.10.4.3 初始位置检测 (IPD)
            1. 7.3.10.4.3.1 IPD 操作
            2. 7.3.10.4.3.2 IPD 释放
            3. 7.3.10.4.3.3 IPD 超前角度
          4. 7.3.10.4.4 显示首个周期启动
          5. 7.3.10.4.5 开环
          6. 7.3.10.4.6 从开环转换到闭环
      11. 7.3.11 闭环运行
        1. 7.3.11.1 闭环加速
        2. 7.3.11.2 速度 PI 控制
        3. 7.3.11.3 电流 PI 控制
        4. 7.3.11.4 电源环路
        5. 7.3.11.5 调制指数控制
      12. 7.3.12 每安培最大扭矩 (MTPA) 控制
      13. 7.3.13 弱磁控制
      14. 7.3.14 电机参数
        1. 7.3.14.1 电机电阻
        2. 7.3.14.2 电机电感
        3. 7.3.14.3 电机反电动势常数
      15. 7.3.15 电机参数提取工具 (MPET)
      16. 7.3.16 防电压浪涌 (AVS)
      17. 7.3.17 输出 PWM 开关频率
      18. 7.3.18 主动制动
      19. 7.3.19 死区时间补偿
      20. 7.3.20 电压检测调节
      21. 7.3.21 电机停止运转选项
        1. 7.3.21.1 滑行（高阻态）模式
        2. 7.3.21.2 再循环模式
        3. 7.3.21.3 低侧制动
        4. 7.3.21.4 主动降速
      22. 7.3.22 FG 配置
        1. 7.3.22.1 FG 输出频率
        2. 7.3.22.2 开环中的 FG
        3. 7.3.22.3 电机停止期间的 FG
        4. 7.3.22.4 故障期间的 FG 行为
      23. 7.3.23 直流总线电流限值
      24. 7.3.24 保护功能
        1. 7.3.24.1  PVDD 电源欠压锁定 (PVDD_UV)
        2. 7.3.24.2  AVDD 上电复位 (AVDD_POR)
        3. 7.3.24.3  GVDD 欠压锁定 (GVDD_UV)
        4. 7.3.24.4  BST 欠压锁定 (BST_UV)
        5. 7.3.24.5  MOSFET VDS 过流保护 (VDS_OCP)
        6. 7.3.24.6  VSENSE 过流保护 (SEN_OCP)
        7. 7.3.24.7  热关断 (OTSD)
        8. 7.3.24.8  硬件锁定检测电流限制 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.8.1 HW_LOCK_ILIMIT 锁存关断 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自动恢复 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 仅报告 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 已禁用 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1001b-1111b)
        9. 7.3.24.9  锁定检测电流限制 (LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.9.1 LOCK_ILIMIT 锁存关断 (LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.9.2 LOCK_ILIMIT 自动恢复 (LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.9.3 LOCK_ILIMIT 仅报告 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.9.4 LOCK_ILIMIT 已禁用 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b)
        10. 7.3.24.10 电机锁定 (MTR_LCK)
          1. 7.3.24.10.1 MTR_LCK 锁存关断 (MTR_LCK_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.10.2 MTR_LCK 自动恢复 (MTR_LCK_MODE= 01xxb)
          3. 7.3.24.10.3 MTR_LCK 仅报告 (MTR_LCK_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.10.4 MTR_LCK 已禁用 (MTR_LCK_MODE = 1xx1b)
        11. 7.3.24.11 电机锁定检测
          1. 7.3.24.11.1 锁定 1：异常速度 (ABN_SPEED)
          2. 7.3.24.11.2 锁定 2：异常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 7.3.24.11.3 锁定 3：无电机故障 (NO_MTR)
        12. 7.3.24.12 MPET 故障
        13. 7.3.24.13 IPD 故障
    4. 7.4 器件功能模式
      1. 7.4.1 功能模式
        1. 7.4.1.1 睡眠模式
        2. 7.4.1.2 待机模式
        3. 7.4.1.3 故障复位 (CLR_FLT)
    5. 7.5 外部接口
      1. 7.5.1 DRVOFF - 栅极驱动器关断功能
      2. 7.5.2 DAC 输出
      3. 7.5.3 电流检测放大器输出
      4. 7.5.4 振荡源
        1. 7.5.4.1 外部时钟源
    6. 7.6 EEPROM 访问和 I2C 接口
      1. 7.6.1 EEPROM 访问
        1. 7.6.1.1 EEPROM 写入
        2. 7.6.1.2 EEPROM 读取
      2. 7.6.2 I2C 串行接口
        1. 7.6.2.1 I2C 数据字
        2. 7.6.2.2 I2C 写入操作
        3. 7.6.2.3 I2C 读取操作
        4. 7.6.2.4 I2C 通信协议数据包示例
        5. 7.6.2.5 内部缓冲区
        6. 7.6.2.6 CRC 字节计算
    7. 7.7 EEPROM（非易失性）寄存器映射
      1. 7.7.1 算法配置寄存器
      2. 7.7.2 Internal_Algorithm_Configuration 寄存器
      3. 7.7.3 Hardware_Configuration 寄存器
      4. 7.7.4 Fault_Configuration 寄存器
    8. 7.8 RAM（易失性）寄存器映射
      1. 7.8.1 Fault_Status 寄存器
      2. 7.8.2 算法控制寄存器
      3. 7.8.3 System_Status 寄存器
      4. 7.8.4 器件控制寄存器
      5. 7.8.5 算法变量寄存器
  9. 8 应用和实施
    1. 8.1 应用信息
    2. 8.2 典型应用
      1.      详细设计过程
      2.      自举电容器和 GVDD 电容器选型
      3. 8.2.1 VREG 电源的外部 MOSFET 选择
      4.      栅极驱动电流
      5.      栅极电阻器选型
      6.      大功率设计中的系统注意事项
      7.      电容器电压等级
      8.      外部功率级元件
      9. 8.2.2 应用曲线
        1. 8.2.2.1 电机启动
        2.       高速 (1.8kHz) 运行
        3.       主动制动以更快减速
        4. 8.2.2.2 死区时间补偿
  10. 9 电源相关建议
    1. 9.1 大容量电容
  11. 10布局
    1. 10.1 布局指南
    2. 10.2 布局示例
    3. 10.3 散热注意事项
      1. 10.3.1 功率损耗
  12. 11器件和文档支持
    1. 11.1 文档支持
      1. 11.1.1 相关文档
    2. 11.2 支持资源
    3. 11.3 商标
    4. 11.4 静电放电警告
    5. 11.5 术语表
  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

7.8.2 算法控制寄存器

表 7-50 列出了 Algorithm_Control 寄存器的存储器映射寄存器。表 7-50中未列出的所有寄存器偏移地址都应视为保留的位置，并且不应修改寄存器内容。

表 7-50 ALGORITHM_CONTROL 寄存器
偏移缩写寄存器名称部分
EChALGO_DEBUG1算法控制寄存器节 7.8.2.1
EEhALGO_DEBUG2算法控制寄存器节 7.8.2.2
F0hCURRENT_PI使用的电流 PI 控制器节 7.8.2.3
F2hSPEED_PI使用的速度 PI 控制器节 7.8.2.4
F4hDAC_1DAC1 控制寄存器节 7.8.2.5

复杂的位访问类型经过编码可适应小型表单元。表 7-51 展示了适用于此部分中访问类型的代码。

表 7-51 Algorithm_Control 访问类型代码
访问类型代码说明
读取类型
RR读取
写入类型
WW写入
复位或默认值
-n复位后的值或默认值

7.8.2.1 ALGO_DEBUG1 寄存器（偏移 = ECh）[复位 = 00000000h]

表 7-52 展示了 ALGO_DEBUG1。

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用于调试的算法控制寄存器

表 7-52 ALGO_DEBUG1 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
31SPEED_OVER_RIDEW0h用于控制 SPEED_MODE 位。
如果 SPEED_OVER_RIDE =“1”，则用户可以通过 I2C 串行接口写入占空比命令。
0h = SPEED_MODE 使用模拟/PWM 模式
1h = SPEED_MODE 使用 DIGITAL_SPEED_CTRL
30-16DIGITAL_SPEED_CTRLW0h通过 I2C 的数字占空比命令
如果 OVERRIDE = 1，则 SPEED_MODE 使用 DIGITAL_SPEED_CTRL
15CLOSED_LOOP_DISW0h用于禁用闭环
0h = 启用闭环
1h = 禁用闭环，在开环中进行电机换向
14FORCE_ALIGN_ENW0h启用强制对齐状态
0h = 禁用强制对齐状态，如果将 MTR_STARTUP 选择为对齐或双对齐，则器件退出对齐状态
1h = 启用强制对齐状态，如果将 MTR_STARTUP 选择为对齐或双对齐，则器件保持对齐状态
13FORCE_SLOW_FIRST_CYCLE_ENW0h启用强制慢速首循环
0h = 禁用强制慢速首循环，如果将 MTR_STARTUP 选择为慢速首循环，则器件退出慢速首循环状态
1h = 启用强制慢速首循环状态，如果将 MTR_STARTUP 选择为慢速首循环，则器件保持慢速首循环状态
12FORCE_IPD_ENW0h启用强制 IPD
0h = 禁用强制 IPD 状态，如果将 MTR_STARTUP 选择为 IPD，则器件退出 IPD 状态
1h = 启用强制 IPD 状态，如果将 MTR_STARTUP 选择为 IPD，则器件保持 IPD 状态
11FORCE_ISD_ENW0h启用强制 ISD
0h = 禁用强制 ISD 状态，如果设置了 ISD_EN，则器件退出 ISD 状态
1h = 启用强制 ISD 状态，如果设置了 ISD_EN，则器件保持 ISD 状态
10FORCE_ALIGN_ANGLE_SRC_SELW0h选择强制对齐角度状态源
0h = 强制对齐角度由 ALIGN_ANGLE 定义
1h = 强制对齐角度由 FORCED_ALIGN_ANGLE 定义
9-0RESERVEDW0h保留

7.8.2.2 ALGO_DEBUG2 寄存器（偏移 = EEh）[复位 = 00000000h]

表 7-53 展示了 ALGO_DEBUG2。

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用于调试的算法控制寄存器

表 7-53 ALGO_DEBUG2 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
31RESERVEDW0h保留
30-28FORCE_RECIRCULATE_STOP_SECTORW0h用于在强制电机停止条件下在特定扇区进行再循环
0h = 停止条件之前的最后一个扇区
1h = 扇区 1
2h = 扇区 2
3h = 扇区 3
4h = 扇区 4
5h = 扇区 5
6h = 扇区 6
7h = 停止条件之前的最后一个扇区
27FORCE_RECIRCULATE_STOP_ENW0h启用强制再循环停止
0h = 启用强制再循环停止
1h = 禁用强制再循环停止
26CURRENT_LOOP_DISW0h用于控制 FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS 和 FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS。如果 CURRENT_LOOP_DIS =“1”，则禁用电流环路和速度环路
0h = 启用电流环路
1h = 禁用电流环路
25-16FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DISW0h在禁用电流环路和速度环路时设置 Vd
如果 CURRENT_LOOP_DIS = 0b1，则使用 FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS 控制 Vd
如果 FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS < 500，则 mdRef = (FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS /500)
如果 FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS > 524，则为 (FORCE_VD_CURRENT_LOOP_DIS - 1024)/500
有效值：0 至 500 以及 524 至 1024
15-6FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DISW0h在禁用电流环路和速度环路时设置 Vq
如果 CURRENT_LOOP_DIS = 0b1，则使用 FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS 控制 Vq
如果 FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS < 500，则 mqRef = (FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS /500)
如果 FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS > 524，则为 (FORCE_VQ_CURRENT_LOOP_DIS - 1024)/500
有效值：0 至 500 以及 524 至 1024
5MPET_CMDW0h设置为 1 时启动电机参数测量例程
4RESERVEDW0h保留
3RESERVEDW0h保留
2MPET_KEW0h在电机参数测量例程中启用电机 BEMF 常数测量
0h = 在电机参数测量例程中禁用电机 BEMF 常数测量
1h = 在电机参数测量例程中启用电机 BEMF 常数测量
1MPET_MECHW0h在电机参数测量例程中启用电机机械参数测量
0h = 在电机参数测量例程中禁用电机机械参数测量
1h = 在电机参数测量例程中启用电机机械参数测量
0MPET_WRITE_SHADOWW0h设置为 1 时将测量的参数写入影子寄存器

7.8.2.3 CURRENT_PI 寄存器（偏移 = F0h）[复位 = 00000000h]

表 7-54 展示了 CURRENT_PI。

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使用的电流 PI 控制器

表 7-54 CURRENT_PI 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
31-16CURRENT_LOOP_KIR0h电流环路 Ki 的 10 位
比例与 CURR_LOOP_KI 相同
15-0CURRENT_LOOP_KPR0h电流环路 Kp 的 10 位
比例与 CURR_LOOP_KP 相同

7.8.2.4 SPEED_PI 寄存器（偏移 = F2h）[复位 = 00000000h]

表 7-55 展示了 SPEED_PI。

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使用的速度 PI 控制器

表 7-55 SPEED_PI 控制寄存器字段说明
位字段类型复位说明
31-16SPEED_LOOP_KIR0h速度环路 Ki 的 10 位
比例与 SPD_LOOP_KI 相同
15-0SPEED_LOOP_KPR0h速度环路 Kp 的 10 位
比例与 SPD_LOOP_KP 相同

7.8.2.5 DAC_1 寄存器（偏移 = F4h）[复位 = 00000000h]

表 7-56 展示了 DAC_1。

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DAC1 控制寄存器

表 7-56 DAC_1 寄存器字段说明
位字段类型复位说明
31-21RESERVEDR0h保留
20-17DACOUT1_ENUM_SCALINGW0hDACOUT1 的倍增系数
从 DACOUT1_VAR_ADDR 中包含的地址提取的算法变量乘以 2DACOUT1_ENUM_SCALING
DACOUT1_ENUM_SCALING 仅在 DACOUT1_SCALING 为零时生效
16-13DACOUT1_SCALINGW0hDACOUT1 的比例因数
从 DACOUT1_VAR_ADDR 中包含的地址提取的算法变量使用 DACOUT1_SCALING/8 进行缩放。实际电压取决于 DACOUT1_UNIPOLAR
如果 DACOUT1_UNIPOLAR = 1，则 0V == 算法变量的 0pu * DACOUT1_SCALING/8，3V == 算法变量的 1pu * DACOUT1_SCALING/8
如果 DACOUT1_UNIPOLAR = 0，则 0V == 算法变量的 -1pu * DACOUT1_SCALING/8，3V == 算法变量的 1pu * DACOUT1_SCALING/8
0h = 在最大值为 31 的情况下视为 Enum
1h = 1/8
2h = 2/8
3h = 3/8
4h = 4/8
5h = 5/8
6h = 6/8
7h = 7/8
8h = 8/8
9h = 9/8
Ah = 10/8
Bh = 11/8
Ch = 12/8
Dh = 13/8
Eh = 14/8
Fh = 15/8
12DACOUT1_UNIPOLARW0h配置 DACOUT1 的输出
如果 DACOUT1_UNIPOLAR = 1，则 0V == 算法变量的 0pu * DACOUT1_SCALING/16，3V == 算法变量的 1pu * DACOUT1_SCALING/16
如果 DACOUT1_UNIPOLAR = 0，则 0V == 算法变量的 -1pu * DACOUT1_SCALING/16，3V == 算法变量的 1pu * DACOUT1_SCALING/16
0h = 双极（1.5V 失调电压）
1h = 单极（无失调电压）
11-0DACOUT1_VAR_ADDRR/W0h要监测的变量的 12 位地址
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