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MPS车规级三相门级驱动解决方案：MPQ6533
2024-10-09 13:49:23 阅读量：574

汽车行业代表着国家高端制造业水平，在国民经济中占有举足轻重的地位。伴随着汽车电动化、智能化、集成化的不断发展，对车规级电机驱动器也提出了更高的要求，MPQ6533由此应运而生。MPQ6533作为MPS推出的新一代车规级三相门级驱动器，内部集成LDO和电荷泵，支持100%占空比工作，可用于驱动一个三相无刷直流电机或者两个有刷直流电机。因此广泛应用于汽车工业领域，如电动尾门、电动天窗、电动座椅调节等应用。

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MPQ6533的主要优势和技术特点

• 内置LDO，用于门级驱动

• SPI接口调配内部资源

• 内置电荷泵，支持100%占空比工作

• 输入逻辑冗余

• 内置电流采样

• 死区，开通/关断速度可调

• Blanking Time可调

• QFN-32 (5mm X 5mm)封装

• AECQ-100认证

MPQ6533

一、完善的保护和故障诊断功能

MPQ6533故障诊断功能主要包括VIN/BST/VG的欠压报警，过流保护，过温保护，负载开路检测以及反向电池保护。

完善的保护和故障诊断功能

值得一提的是MPQ6533的过流保护阈值可由用户通过SPI进行灵活配置，它还有6个独立的OCP标识，用于指示具体哪个MOSFET触发了过流，精准定位故障发生的通道，大大提高了诊断效率。此外，为了防止OCP误触发，MPQ6533设计了可调节的Blanking Time。

1、开路/短路检测原理

首先需要将待检通道关闭，然后通过FAULT寄存器中的OLSx位使能内部的1V电压源，通过OUT寄存器中的OUTx位状态判断通道是否发生负载开路或者短路。当通道对电源/地负载连接良好时，SHx节点电压会被外部负载拉到VIN或者GND，此时相应的OUTx位输出状态位0，当通道对电源/地负载发生负载开路时，SHx节点会被内部弱电压源拉到1V，此时OUTx输出状态为1，报告负载开路。

当负载接在两个通道之间时，通过使能对向端的电压源来判断是否开路，负载连接良好时，检测端电压会被对向弱电压拉到1V，OUTx输出1，当发生负载断路时，检测端电压会被内部电阻下拉到0，此时OUTx输出0，报告负载开路。

检测原理

该电路也可用于通道对电源或对地短路检测。

2、反向电池保护原理

MPQ6533内置电荷泵可在VRG引脚上产生一个比VIN高12V的电压，用于外部反向电池保护MOSFET的门级驱动。VBAT上电初始时刻，防反MOSFET截止，当电池正接时防反MOSFET的体二极管导通，此时可通过使能FAULT寄存器中的ENVRG位来控制外部防反MOSFET开通或是关断。当电池反接时，由于防反MOSFET的体二极管反向截止，VIN端就不会有电压，无法工作，保证了电池反接时MPQ6533不会损坏。

保护原理

二、开通/关断速度和死区可调

提高电机工作效率和快速建立门级驱动电压时产生的EMI往往是一对矛盾体， MPQ6533设计了可调的Slew Rate和Dead Time，合理的设置Slew Rate和Dead Time能够在可接受的EMI范围内提高电机工作效率。

三、内置电流采样运算放大器和多路选择器

多路选择器选择通道后，运算放大器将采集相应通道的下管压降Vds，并放大20到250倍后（放大倍数由SPI设置），经CSO引脚输出，可用于电机闭环控制。该方案无需外置采样电阻，多路选择器将三个采样节点的输出缩减到一个，保障实用性的同时最大限度的节省外部资源。

内置电流采样运算放大器和多路选择器

四、GUI操作说明

当系统电源建立无误之后，我们需要先使能ENVRG，确保外部防反MOSFET导通，否则芯片的供电是通过防反MOSFET的体二极管形成的通路，这样不仅会导致系统效率降低，长时间重载工作甚至会损坏防反MOSFET。

MPQ6533 GUI分为A, B, C三个通道，Channel A, B, C部分可独立设置开通/关断速度, 死区时间, 电流采样增益等参数，Global部分用于电流采样输出的通道选择，过流保护模式选择，以及SPI时钟频率选择，当所有参数设置完毕后，点击Send按键会将所有设置发送给MPQ6533。

Fault Indication会实时报告故障诊断结果，包括欠压报警/关断，过温报警/关断，过流保护，负载开路诊断等。如上文分析，负载开路检测功能使能情况下，当负载对地或者对电源连接时，OUTA, OUTB, OUTC指示灯为红色，说明相应通道负载开路；当负载接在两个通道之间时，OUTA, OUTB, OUTC指示灯为绿色，说明负载开路。

从Register Map中我们可以查看内部所有寄存器当前的状态。

GUI操作说明

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