[参考译文] DRV8163-Q1：设计支持

尊敬的 Pranjali：

感谢您分享应用程序的要求。

• 持续负载电流 (RMS)：6A @24V 电池系统 — DRV8163H-Q1 专为 48V 电池应用而设计。 该器件也适用于 24V 电池系统。 支持的负载电流取决于应用的环境温度。  
• 工作温度：–40°C 至+85°C -   DRV8163H-Q1 的工作环境温度范围为–40°C  至+125°C。
• 工作电压：9V 至 32V — 这在驱动器工作规格范围内。  
• 跨接启动：36V — 这在驱动器运行规格范围内。  
• 可选/可用电源轨（电池线路除外）：+5V — 该驱动器的 VDD 逻辑电源电压需要 5V 电源轨。  
• 输入 PWM：1.2kHz — 支持高达 0kHz 至 100kHz 的频率。  
• 占空比：50%、100%-支持高达 100%的占空比。
• 负载突降：65V、持续 400ms — 建议的最大 该器件的工作电压为 65V。65V 峰值负载突降位于顶层  建议使用 TVS 二极管钳制负载突降。
• 负载数量：1（电感性）-是的、可以支持电感性负载。 这是有刷直流电机还是螺线管。 L 值和 R 值是多少？  
• 4 层 PCB - EMC 设计至少需要 4 层 PCB。  
• 支持高侧和低侧 FET 的单 PWM 控制
• 电流检测监控和过流保护  （无需微控制器或软件干预）-负载电流检测仅适用于 HS-FET。 HS 和 LS FET 均可进行过流检测。  
• 过压/短路/击穿保护 — HS 和 LS 都需要保护 — 过压保护不适用于 H 型号。 此器件的 S 型号具有过压保护。 通过针对 HS 和 LS 的过流保护 OCP 来保护短路保护。 内置击穿保护功能、具有自动死区时间插入功能。  
• 如果发生热关断 (TSD)，则自动重启 — 当温度降至迟滞水平以下时，TSD 事件会自动恢复。  

a) 您能否检查并确认此部分是否符合我们在功率耗散方面的要求。

应用的环境温度 Ta 是多少？ 负载将如何连接到驱动器、请提供原理图。  

-对于占空比 为 100%、负载电流为 6A 且负载电流为低侧、OUT 和 GND 之间连接有一个低侧负载的用例、功率耗散主要是因为在 Ta = 85°C 时 HS-FET 的 Rdson 上存在传导损耗、即 6 x 6 x 0.027 = 0.972W。该器件的 RΘJA Ω 是 35°C/W。  结温的估计升高为 0.972 x 35 = 34°C  。 在 Ta = 85°C 时 、估算的结温为 85 + 34 = 119°C 、即< 155°C 的 TTSD 最小值 。

请注意、为简单起见、我没有考虑该器件的静态电流功率损耗、这可能会产生很小的额外功率并将结温增加几度。   

对于使用 PWM 进行驱动、除了导通损耗外、还必须按照下一节中所述考虑开关损耗。  

B) 集成 MOSFET 的开关损耗是多少

开关损耗将取决于此应用中使用的压摆率 SR 设置。 请参阅该应用手册 https://www.ti.com/lit/an/slva504a/slva504a.pdf。  请参阅 本应用手册第 1.2.2 节使用低侧再循环的半桥驱动器中的公式。

使用此公式、您可以计算开关损耗并估算使用 PWM 输入驱动时的总功率耗散 Ptot、还可以使用计算出的 Ptot 来估算应用特定 Ta 的结温。  

C) 如何进行 HS 和 LS 电流检测

负载电流检测仅适用于 HS-FET、这意味着负载必须位于 OUT 和 GND 之间。 DRV8163 具有集成电流镜、用于通过 HS-FET 进行负载电流检测。 请参阅器件数据表中的以下信息。

对于过流、HS 和 LS FET 都具有单独的电流检测功能。 请参阅 器件数据表中的以下信息。

d) 是否有类似器件提供 6A 负载电流处理能力？

这是最适合的驱动器、支持 36V 的工作峰值快速启动电压、并在单个半桥配置中具有超低 Rdson 的集成 MOSFET。

此致、Murugavel  

您好 Murugavel、

感谢您的快速答复。

当您询问加载详细信息时、L 为 120mH

如您所说、负载电流检测仅适用于 HS-FET、这意味着负载必须位于 OUT 和 GND 之间。  但我们的负载连接到电源、开关位于低侧。 如何进行负载电流检测

尊敬的 Pranjali：

当您询问加载详细信息时、L 是 120mH

感谢您提供此信息。 为了在 OUT 上实现这种高电感负载电压保护、因为电感反冲可能会达到高于该驱动器绝对最大额定值的电压。

您说过、负载电流检测仅适用于 HS-FET、这意味着负载必须位于 OUT 和 GND 之间。  但我们的负载连接到电源、开关位于低侧。 在这种情况下如何进行负载电流检测

对于使用此器件的高侧负载、将无法进行负载电流检测或电流调节。 IPROPI 输出不适用于高侧负载。 如果需要电流检测、负载必须为低侧 OUT 至 GND。  

此致、Murugavel  

您好 Murugavel、感谢您的支持

请查看以下应用示意图 FYR。 我们计划使用 DRV8163Q1 驱动高侧电感负载。  

由于通过单独的电流检测功能对 HS 和 LS FET 都提供过流保护、因此我们是否可以在电池短路事件期间考虑低侧 FET 上的 OCP？ 此外、如何为低侧 FET 设置 OCP 阈值？

2.如果我们需要针对上述负载配置使用 DIAG 引脚故障反应重试功能、我们如何配置 nSLEEP 引脚？ nSLEEP 引脚是否需要复位脉冲？ 在我们的应用中、除了 PWM 输入 (1.2kHz) 外、微控制器不提供额外的 GPIO。

 DRVOFF 电桥控制引脚是否需要 GPIO  

尊敬的 Pranjali：

请查看以下应用示意图 FYR。 我们计划使用 DRV8163Q1 驱动高侧电感负载。  

我懂了。 对于此配置、内部电流检测和 IPROPI 将不能用于驱动电流。 它只会显示通过 HS-FET 的再循环电流。

1. 由于通过单独的电流检测功能对 HS 和 LS FET 均提供过流保护、因此我们是否可以在电池短路事件期间考虑低侧 FET 上的 OCP？ 此外、如何设置低侧 FET 的 OCP 阈值？

是、这是正确的。 OCP 适用于 LS-FET、并在发生 STB 电池短路事件时保护输出。 由于您使用的是 DRV8163HQVAKRQ1、因此 H 版本的 OCP 阈值是固定值永久设置 — 请参阅下面的数据表。

在 DIAG 重试模式下、nSLEEP 可永久设置为逻辑高电平。 设置了重试模式后、不需要复位脉冲。

仅当您希望将输出设置为高阻态时、才可永久启用。

此致、Murugavel  

您好 Murugavel、

非常感谢您的快速响应。 请在同一个问题上找到我们的其他问题。

1. 如果 OCP 阈值固定为 56A (min)、则可能难以调整 PCB 布线的尺寸以包含此高电流。 您能提供 PCB 布局建议吗？  
2. OUT 引脚可以承受的最大电流是多少？  
3. 是否有办法降低 6A 应用的电流限值、可以提供 ITRIP 电阻器、如图 7-3 所示、其中可以通过内部 DAC 和逻辑将 ITRIP 阈值与内部比较器与 V (IPROPI) 进行比较？  
4. 由于重试模式不需要复位脉冲、我们应通过上拉电阻器将 nSLEEP 引脚连接到 5V。 建议使用 Rpull-up 值。
5. 在睡眠或待机模式下、如果输出未置于 Hi-Z 状态、对正常运行是否有任何影响？ 启用 DRVOFF 是否意味着将其连接至高电平、因为它是高电平有效引脚？

如果您可以共享您的电子邮件 ID 进行连接、将会非常有帮助。  

谢谢！

您好 Prachi、

如果 OCP 阈值固定为 56A (min)、则可能难以调整 PCB 迹线的大小以包含这种高电流。 您能提供 PCB 布局建议吗？  [/报价]

请注意、对于 H 型号、IOCP 电流尖峰仅持续 tOCP < 4 μs 的时间。 DRV8163H-Q1EVM 的 Altium 工程和源文件可从 EVM 网页 https://www.ti.com/tool/DRV8163H-Q1EVM 下载。

OUT 引脚可以承受的最大电流是多少？  [/报价]

这取决于相关的持续时间。 请参阅  数据表中的第 6.7.1 节“瞬态热阻抗和电流能力“。 在许多情况下、可能会在 OCP 之前发生热关断 TSD 以提供持续高负载电流。  

是否有办法降低 6A 应用的电流限制、可以按照图 7-3 提供 ITRIP 电阻器、其中可以通过内部 DAC 和逻辑将 ITRIP 阈值与内部比较器与 V (IPROPI) 进行比较？  [/报价]

高侧负载连接无法实现。 如果您更改低侧负载的负载连接、OUT 至 GND、这将是可行的。 内部电流调节可支持通过低侧负载连接将电流限制为 Itrip 值。

如果您使用 DRV8163S-Q1、则基于 SPI 的 S 变体可通过寄存器配置将 IOCP 选择为最小值 15A。  

[报价 userid=“401861" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1602413/drv8163-q1-design-support/6180110

• 由于重试模式不需要复位脉冲、我们应通过上拉电阻器将 nSLEEP 引脚连接到 5V。 建议使用 Rpull-up 值。
• 在睡眠或待机模式下、如果输出未置于 Hi-Z 状态、对正常运行是否有任何影响？ 启用 DRVOFF 是否意味着将其连接至高电平、因为它是高电平有效引脚？

[/报价]

唤醒是否需要 nSLEEP 复位脉冲取决于 DIAG 引脚设置。 在重试模式下、故障反应设置 nSLEEP 唤醒脉冲不是必需的、可以永久连接到逻辑高电平。  

数据表中提供了 nSLEEP 引脚的 VIH 规格和内部下拉电阻。  因此、可以安全使用 10kΩ 上拉电阻器。   

如果在睡眠或待机模式期间输出未置于 Hi-Z 状态、是否会对正常运行产生任何影响？ 启用 DRVOFF 是否意味着将其绑定到高电平、因为它是高电平有效引脚？

[/quote]

[/quote][/quote]

DRVOFF 必须连接至 GND 才能启用驱动器。 当 DRVOFF 为高电平时、输出将关闭或处于高阻态  请注意、对于具有故障重试功能的高侧负载、DIAG 引脚必须设置为 RLVL4。 另请注意、当 DRVOFF 连接到 GND 时、关断状态诊断功能将不可用、因为它需要 DRVOFF = 1。 请参阅下面的。

如果您可以共享您的电子邮件 ID 进行连接、这将非常有帮助。  [/报价]

通过此论坛提供电子邮件联系人或我们询问您的联系人不符合我们的 公司政策。 请放心、E2E 论坛是从 TI 主题专家处获得快速支持的理想方式。 到目前为止、我提供的所有回答大多是器件数据表中发布的信息。 如需地理位置最接近的 TI 支持资源、请联系您当地的 TI 销售办事处。 谢谢你。

此致、Murugavel  

[/quote][/quote][/quote]

您好 Murugavel、

1) 您能否同时考虑导通损耗和开关损耗、根据我们的要求计算功率耗散值

占空比->95%

PWM 频率 1.2KHZ

负载电流 — 6A

TA - 85°C

负载连接在高侧

2) 由于我们的负载连接到高侧,我们希望将电流限制在较低的值 8A 到 10A 之间,所以计划增加外部电流检测电路。

您能为此提出任何外部电流检测解决方案吗？

感谢穆鲁加维尔的支持

您好 Murugavel、

您能告诉我如何在给定工作表中计算压摆率的平均值吗

。

此外、请确认设计输入适用于单个 HS 和 LS MOSFET 或组合类型

尊敬的 Pranjali：

您能告诉我如何在给定工作表中计算压摆率的平均值吗

。

“Design"当前“当前填充的值是 SRL 典型上升和下降速率规格的平均值、最坏的情况是 SRL 最小上升和下降速率规格的平均值。  

“设计“的标题中提到了这一点。

“Calculator"字“字段会根据压摆率设置以及模型的典型或最坏情况选择自动填充。  

此外、请确认设计输入适用于单个 HS 和 LS MOSFET 或组合类型

请参阅“如何使用“Excel 页面。 其中显示了用于 DRV8163-Q1 的配置。 忽略显示 DRV814x 的拼写错误。 输入用于单个 MOSFET。 使用的 Rdson (21.5Ω  ) 是 HS + LS 的平均值、典型值 (21+22)/2 = 21.5Ω 、该值表示每个输出 FET（无论是 HS 还是 LS）的 Rdson（用于计算）。

计算出的功率耗散适用于器件 2。 您可能会注意到计算器中的电流输入为负。 当在计算器中输入正电流时、计算出的功率耗散为器件 1 和 HS-FET 的功耗为 100%。  

此致、Murugavel  

您好  Murugavel、

在 DIAG 重试模式下、nSLEEP 可永久设置为逻辑高电平。 它不需要设置重试模式的复位脉冲。

如果我们使用 HW 型号的外部电流检测电路以低于固定 OCP 阈值 (56A-94A) 的值触发负载电流、我们是否仍可以通过 DIAG 引脚电阻器使用驱动器的重试配置？  

此致、

Prachi

您好 Prachi、

您可以使用外部电流检测电路通过控制 DRVOFF 引脚将负载电流跳变至所需阈值。 但是、这将是一个外部控制、除了通过 DRVOFF 禁用输出之外、没有任何东西可直接与驱动器本身交互。  DIAG 的驱动器内部重试设置在内部激活。 仅当负载电流超过驱动器的 IOCP 阈值规格时、它才会激活。

您可以使用额外的外部电路创建自定义重试选项、 例如、当外部电流检测 电路禁用输出启动延时时间计时器时、或者在 MCU 中启动延时时间计时器、或者使用 RC 延迟电路在该时间到期时自动重新启用输出。   

此致、Murugavel