汽車行業代表著國家高端制造業水平，在國民經濟中占有舉足輕重的地位。伴隨著汽車電動化、智能化、集成化的不斷發展，對車規級電機驅動器也提出了更高的要求，MPQ6533由此應運而生。MPQ6533作為MPS推出的新一代車規級三相門級驅動器，內部集成LDO和電荷泵，支持100%占空比工作，可用于驅動一個三相無刷直流電機或者兩個有刷直流電機。因此廣泛應用于汽車工業領域，如電動尾門、電動天窗、電動座椅調節等應用。

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MPQ6533的主要優勢和技術特點

? 內置LDO，用于門級驅動

? SPI接口調配內部資源

? 內置電荷泵，支持100%占空比工作

? 輸入邏輯冗余

? 內置電流采樣

? 死區，開通/關斷速度可調

? Blanking Time可調

? QFN-32 (5mm X 5mm)封裝

? AECQ-100認證

 

 

一、完善的保護和故障診斷功能

 

MPQ6533故障診斷功能主要包括VIN/BST/VG的欠壓報警，過流保護，過溫保護，負載開路檢測以及反向電池保護。

 

 

值得一提的是MPQ6533的過流保護閾值可由用戶通過SPI進行靈活配置，它還有6個獨立的OCP標識，用于指示具體哪個MOSFET觸發了過流，精準定位故障發生的通道，大大提高了診斷效率。此外，為了防止OCP誤觸發，MPQ6533設計了可調節的Blanking Time。

 

1、開路/短路檢測原理

首先需要將待檢通道關閉，然后通過FAULT寄存器中的OLSx位使能內部的1V電壓源，通過OUT寄存器中的OUTx位狀態判斷通道是否發生負載開路或者短路。當通道對電源/地負載連接良好時，SHx節點電壓會被外部負載拉到VIN或者GND，此時相應的OUTx位輸出狀態位0，當通道對電源/地負載發生負載開路時，SHx節點會被內部弱電壓源拉到1V，此時OUTx輸出狀態為1，報告負載開路。

當負載接在兩個通道之間時，通過使能對向端的電壓源來判斷是否開路，負載連接良好時，檢測端電壓會被對向弱電壓拉到1V，OUTx輸出1，當發生負載斷路時，檢測端電壓會被內部電阻下拉到0，此時OUTx輸出0，報告負載開路。

 

 

該電路也可用于通道對電源或對地短路檢測。

 

2、反向電池保護原理

MPQ6533內置電荷泵可在VRG引腳上產生一個比VIN高12V的電壓，用于外部反向電池保護MOSFET的門級驅動。VBAT上電初始時刻，防反MOSFET截止，當電池正接時防反MOSFET的體二極管導通，此時可通過使能FAULT寄存器中的ENVRG位來控制外部防反MOSFET開通或是關斷。當電池反接時，由于防反MOSFET的體二極管反向截止，VIN端就不會有電壓，無法工作，保證了電池反接時MPQ6533不會損壞。

 

 

二、開通/關斷速度和死區可調

 

提高電機工作效率和快速建立門級驅動電壓時產生的EMI往往是一對矛盾體， MPQ6533設計了可調的Slew Rate和Dead Time，合理的設置Slew Rate和Dead Time能夠在可接受的EMI范圍內提高電機工作效率。

 

三、內置電流采樣運算放大器和多路選擇器

 

多路選擇器選擇通道后，運算放大器將采集相應通道的下管壓降Vds，并放大20到250倍后（放大倍數由SPI設置），經CSO引腳輸出，可用于電機閉環控制。該方案無需外置采樣電阻，多路選擇器將三個采樣節點的輸出縮減到一個，保障實用性的同時最大限度的節省外部資源。

 

 

四、GUI操作說明

 

當系統電源建立無誤之后，我們需要先使能ENVRG，確保外部防反MOSFET導通，否則芯片的供電是通過防反MOSFET的體二極管形成的通路，這樣不僅會導致系統效率降低，長時間重載工作甚至會損壞防反MOSFET。 

MPQ6533 GUI分為A, B, C三個通道，Channel A, B, C部分可獨立設置開通/關斷速度, 死區時間, 電流采樣增益等參數，Global部分用于電流采樣輸出的通道選擇，過流保護模式選擇，以及SPI時鐘頻率選擇，當所有參數設置完畢后，點擊Send按鍵會將所有設置發送給MPQ6533。

Fault Indication會實時報告故障診斷結果，包括欠壓報警/關斷，過溫報警/關斷，過流保護，負載開路診斷等。如上文分析，負載開路檢測功能使能情況下，當負載對地或者對電源連接時，OUTA, OUTB, OUTC指示燈為紅色，說明相應通道負載開路；當負載接在兩個通道之間時，OUTA, OUTB, OUTC指示燈為綠色，說明負載開路。

從Register Map中我們可以查看內部所有寄存器當前的狀態。