ZHCABW3C April 2019 – April 2022 DRV8847 , DRV8873-Q1 , DRV8904-Q1 , DRV8906-Q1 , DRV8908-Q1 , DRV8910-Q1 , DRV8912-Q1
圖 3-3 顯示了集成式驅動器中有源 OLD 的電路實現。OUT1 通道的高側 FET 和 OUT2 的低側 FET 處于運行狀態。基準電壓發生器為 OLD 比較器的負極輸入端子生成等效的基準電壓,而正極端子反映 FET 中的實際電壓。如圖 3-3 所示,當輸出電壓(VOUT1_HS 和 VOUT2_LS)變得大于比較器的基準電壓 (VOL_REF) 時,OL1_HS 和 OL2_LS 的輸出設置為“1”,

在此示例中,基準 FET 是連接到電流基準源 (IOL_REF) 的四個 FET 中的任何一個。VOL_REF 由 IOL_REF 和基準 FET 的導通狀態電阻 (RDS(ON)_REF) 決定。現在,VOUT1_HS 和 VOUT2_LS 由通過 FET(用于驅動負載)的電流和導通狀態電阻 (RDS(ON)) 決定。當發生 OLD 事件時,通過 FET 的電流必須大于 OLD 電流閾值。對于這些公式,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算 IOLD:

Equation16 顯示了 OLD 取決于基準 FET 與用于驅動負載的 FET 的導通狀態電阻比。
通過代入導通狀態電阻比 (450:1) 和基準發生器下拉電流 (20μA) 的值,可以通過以下公式計算 OLD 電流閾值:

這樣,如果進行 OLD 時通過負載的電流大于 9mA,則會登記一個 OLD 事件。
圖 3-3 有刷直流電機集成式驅動器中的有源 OLD 電路對于 DRV8873、DRV8873-Q1 和 DRV824x-Q1 器件中的電路實現,圖 3-4 顯示了 DRV8873/DRV8873-Q1 的有源 OLD 的電路實現。對于 OL1_HS 比較器,如果高側驅動 FET 兩端的漏源電壓小于 VOL_HS OLD 閾值,則 OLD1_HS 輸出設置為“1”并檢測到 OLD。對于 OL2_HS 比較器,如果體二極管電壓 (VD) 小于 VOL_HS OLD 閾值,則 OLD2_HS 輸出設置為“1”并檢測到 OLD。由于電流通過體二極管再循環 (IOL),因此體二極管電壓 (VD) 將取決于 IOUTX 以發生 OLD。
這也依賴于運行條件和外部電路(如輸出電容器),對于這種情況,即使存在負載,也可能導致報告 OLD。這種情況可能在方向改變期間,或分別在小負載電流和小 PWM 占空比條件下發生。
圖 3-5 顯示了 DRV824x-Q1 的有源 OLD 的電路實現。器件可以在高側再循環期間檢測有源狀態下的開路負載。這包括直接連接到 VM 或通過另一個半橋上的高側 FET 進行連接的高側負載。在 PWM 開關轉換期間,當 LS FET 關閉時,電感負載電流通過 HS 體二極管再循環到 VM。該器件在 HS FET 開啟之前的短暫死區時間內在 OUTx 上尋找高于 VM 的電壓尖峰。為了觀察電壓尖峰,此負載電流需要高于由 FET 驅動器置位的輸出上的下拉電流 (IPD_OLA)。如果連續“3”個再循環開關周期沒有出現此電壓尖峰,則表明負載電感損失或負載電阻增加,并被檢測為有源開路檢測故障。
最后,當在柵極驅動器中使用有源 OLD 時,電容器必須放置在負載相位節點和 GND 之間。BLDC 電機以及相位節點處的雙向和單向 BDC 電機需要使用這些電容器。如果連接了螺線管負載,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 柵極驅動器中有源 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 應該用于 0V VDS。選擇電容時,必須考慮 Cphase 的降額。