DRV8711是一款有微步功能的步進(jìn)電機(jī)控制器，芯片內(nèi)部集成了微步分度器，通過(guò)配置最高可以支持1/256微步，極大的降低了MCU端的設(shè)計(jì)難度。為了降低電流波形失真，得到更平滑的電機(jī)運(yùn)動(dòng)效果，芯片除了支持快衰減模式和慢衰減模式以外，還支持自動(dòng)混合衰減模式和自適應(yīng)消隱時(shí)間功能。同時(shí)芯片內(nèi)部有豐富的保護(hù)機(jī)制，如過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)和預(yù)驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤保護(hù)，并且有一個(gè)FAULTn引腳來(lái)表明故障情況。但是當(dāng)母線電壓較高和layout做的不好時(shí)，會(huì)導(dǎo)致PDF（pre-driver）誤報(bào)錯(cuò)，使得芯片鎖定。本文根據(jù)預(yù)驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤的產(chǎn)生原理，對(duì)驅(qū)動(dòng)等效電路進(jìn)行分析，給出了預(yù)驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤保護(hù)誤觸發(fā)的解決方案。

圖一

圖一為DRV8711電路的原理圖，芯片內(nèi)部會(huì)進(jìn)行預(yù)驅(qū)動(dòng)錯(cuò)誤判斷，即當(dāng)下管關(guān)閉期間，芯片會(huì)進(jìn)行2.2us計(jì)時(shí)，當(dāng)計(jì)時(shí)結(jié)束，監(jiān)測(cè)下管柵源級(jí)電壓如果超過(guò)1v則報(bào)錯(cuò)。

要分析使得芯片端監(jiān)測(cè)Cgs電壓偏高的原因，首先要理解mosfet的模型（如圖二所示）。當(dāng)上管進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，比如上管由關(guān)斷到開(kāi)通，下管的漏極電壓會(huì)迅速上升，漏極就會(huì)通過(guò)Cgd電容產(chǎn)生一個(gè)電流Ic給Cgs充電（如圖三），此過(guò)程中Vgs和Vgd相比不會(huì)有大的變化，可以確定注入電流Ic的大小，注入的電流同時(shí)又會(huì)通過(guò)寄生電感注入電流到芯片端，寄生電感和電容的振蕩使芯片端產(chǎn)生預(yù)驅(qū)動(dòng)誤觸發(fā)的現(xiàn)象。

圖二 mosfet的等效模型

（a） Ic 產(chǎn)生原理（b）Ic作用回路

圖三 Ic作用過(guò)程

通過(guò)以上分析，我們可以歸納出四個(gè)改善方法：

優(yōu)化PCB layout，使得芯片驅(qū)動(dòng)回路盡量短減小寄生電感Lleak的大小。

減小芯片Ic的值。因?yàn)镃gd無(wú)法改變，可以通過(guò)改變上管的source電流降低dv/dt來(lái)實(shí)現(xiàn)Ic的減小，具體通過(guò)修改寄存器0x6h來(lái)實(shí)現(xiàn)。

加電阻Rdriver 來(lái)抑制Lleak造成的振蕩，從而降低芯片端的監(jiān)測(cè)電壓。

圖四 加入Rdriver的等效模型

加大Cgs來(lái)改善，Cgs變大以后，同樣的電流Ic產(chǎn)生的Vgs電壓變化變小。

以上給出了四種方法，一般情況下使用方法2和方法3就可以解決問(wèn)題。由于方法3，4都會(huì)減低原電路的開(kāi)關(guān)速度，從而產(chǎn)生直通現(xiàn)象，因此使用以上方法的同時(shí)，需要修改0x0h寄存器Dtime將死區(qū)時(shí)間修改為850ns。