深入解析 onsemi NCV7723B：汽車(chē)與工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制的理想之選

在汽車(chē)和工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域，一款性能卓越的半橋驅(qū)動(dòng)器至關(guān)重要。onsemi 的 NCV7723B 便是這樣一款具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)品，下面我們就來(lái)深入了解一下它。

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產(chǎn)品概述

NCV7723B 是一款六通道半橋驅(qū)動(dòng)器，專(zhuān)為汽車(chē)和工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)，具備多種保護(hù)功能。它擁有獨(dú)立的控制和診斷功能，驅(qū)動(dòng)器可在正向、反向、制動(dòng)和高阻抗?fàn)顟B(tài)下運(yùn)行。該設(shè)備通過(guò) 16 位 SPI 接口進(jìn)行控制，并且支持菊花鏈連接。同時(shí)，輸出 1 和 2 還能通過(guò)外部 PWM 信號(hào)進(jìn)行控制。

產(chǎn)品特性

電氣特性方面

• 低靜態(tài)電流睡眠模式：在睡眠模式下，電源電流較低，如（VS1 + VS2）睡眠模式下，典型值為 1.0 - 2.5 μA 。
• 驅(qū)動(dòng)輸出特性出色：輸出高側(cè)和低側(cè)的 (R_{DS(on)}) 典型值為 0.8 Ω，源極和漏極泄漏電流較小，過(guò)流保護(hù)和欠載檢測(cè)功能完善。
• 開(kāi)關(guān)特性良好：高低側(cè)的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間、上升和下降時(shí)間都有較好的表現(xiàn)，例如高側(cè)開(kāi)啟時(shí)間典型值為 120 μs 。

保護(hù)特性方面

• 欠壓和過(guò)壓鎖定：對(duì)每個(gè)通道進(jìn)行欠壓和過(guò)壓檢測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)，輸出驅(qū)動(dòng)器會(huì)切換到高阻抗?fàn)顟B(tài)，但命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)會(huì)保留。
• 過(guò)流保護(hù)：監(jiān)測(cè)每個(gè) HS 和 LS 驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流時(shí)，會(huì)啟動(dòng)過(guò)流延遲定時(shí)器，若延遲后過(guò)流仍存在，驅(qū)動(dòng)器將被鎖存關(guān)閉。
• 過(guò)熱保護(hù)：通過(guò)監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器對(duì)的熱傳感器，提供熱警告和熱關(guān)斷功能，確保設(shè)備在安全的溫度范圍內(nèi)運(yùn)行。
• 欠載檢測(cè)：監(jiān)測(cè)每個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)出現(xiàn)欠載且欠載關(guān)機(jī)命令位設(shè)置時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將被鎖存關(guān)閉。

其他特性

• SPI 通信：采用 16 位全雙工 SPI 通信，用于設(shè)備配置、驅(qū)動(dòng)控制和讀取狀態(tài)數(shù)據(jù)，還能檢索偽位（PRE_15）。
• 菊花鏈操作：可與多個(gè) 16 位和 8 位設(shè)備進(jìn)行菊花鏈連接，方便擴(kuò)展系統(tǒng)。

引腳功能

工作原理

總體架構(gòu)

NCV7723B 由十二個(gè) NMOS 功率驅(qū)動(dòng)器組成，排列成六個(gè)半橋輸出通道，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)獨(dú)立的全橋配置負(fù)載。通過(guò) SPI 通信端口進(jìn)行輸出控制和狀態(tài)報(bào)告，OUT1 和 OUT2 還可通過(guò)外部 PWM 信號(hào)控制。

SPI 通信

• 通信過(guò)程：在 SPI 通信中，SI 和 SCLK 在 CSB 周期前設(shè)置為低電平，CSB 變低開(kāi)始串行數(shù)據(jù)幀，SI 數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿移入，SO 數(shù)據(jù)在 SCLK 上升沿移出，CSB 變高結(jié)束幀。
• 數(shù)據(jù)處理：若未檢測(cè)到幀錯(cuò)誤，最后 16 位時(shí)鐘輸入到 SI 的數(shù)據(jù)將傳輸?shù)皆O(shè)備的數(shù)據(jù)寄存器，否則整個(gè)幀將被忽略，保留先前的輸入數(shù)據(jù)。

驅(qū)動(dòng)控制

• 半橋驅(qū)動(dòng)：每個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)通道可通過(guò) SPI 靈活控制，同一通道的高側(cè)（HSx）和低側(cè)（LSx）驅(qū)動(dòng)器不能同時(shí)激活，切換時(shí)會(huì)有非重疊延遲，防止電流直通。
• PWM 控制：輸出 1 和 2 可通過(guò)正常 SPI 控制或外部 PWM 信號(hào)控制。例如，要使用 OUT1 高側(cè)進(jìn)行外部 PWM 控制，需發(fā)送特定命令并在 PWM1 引腳施加邏輯電平 PWM 信號(hào)。

診斷與保護(hù)

診斷分類(lèi)

NCV7723B 的診斷功能分為監(jiān)督和保護(hù)兩類(lèi)。監(jiān)督功能提供設(shè)備狀態(tài)信息，保護(hù)功能提供狀態(tài)信息并激活故障管理行為。

具體診斷與保護(hù)功能

• 欠壓鎖定：監(jiān)測(cè) VS1、VS2 和 VCC 電源輸入，當(dāng)出現(xiàn)欠壓時(shí)，所有輸出關(guān)閉，PSF 狀態(tài)位設(shè)置，VSx 電壓恢復(fù)正常后，輸出恢復(fù)到先前編程狀態(tài)，PSF 狀態(tài)位清除。
• 過(guò)壓鎖定：監(jiān)測(cè) VS1 和 VS2 電源輸入，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)壓且過(guò)壓鎖定輸入位設(shè)置時(shí)，所有輸出關(guān)閉，PSF 狀態(tài)位設(shè)置，VSx 電壓恢復(fù)正常后，輸出恢復(fù)。
• 過(guò)流關(guān)斷：監(jiān)測(cè)每個(gè) HS 和 LS 驅(qū)動(dòng)器，出現(xiàn)過(guò)流時(shí)啟動(dòng)過(guò)流延遲定時(shí)器，延遲后仍過(guò)流則驅(qū)動(dòng)器鎖存關(guān)閉，OCS 狀態(tài)位設(shè)置，發(fā)送 SRR 可清除狀態(tài)位并重新激活通道。
• 欠載關(guān)斷：監(jiān)測(cè)每個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器，出現(xiàn)欠載且欠載關(guān)機(jī)命令位設(shè)置時(shí)，驅(qū)動(dòng)器鎖存關(guān)閉，ULD 狀態(tài)位設(shè)置，發(fā)送 SRR 可清除狀態(tài)位并重新激活通道。
• 熱警告和熱關(guān)斷：監(jiān)測(cè)驅(qū)動(dòng)器對(duì)的熱傳感器，溫度超過(guò)警告水平時(shí)，TW 狀態(tài)位設(shè)置，超過(guò)關(guān)斷水平時(shí)，HS 和 LS 驅(qū)動(dòng)器鎖存關(guān)閉，TSD 位設(shè)置，發(fā)送 SRR 可清除 TSD 位并重新激活通道。

應(yīng)用場(chǎng)景

NCV7723B 適用于汽車(chē)和工業(yè)領(lǐng)域，如汽車(chē)的 HVAC 應(yīng)用中的直流電機(jī)管理。在這些應(yīng)用中，其豐富的保護(hù)功能和靈活的控制方式能夠確保電機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)的可靠性。

總結(jié)

NCV7723B 憑借其強(qiáng)大的功能和出色的性能，為汽車(chē)和工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供了可靠的解決方案。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，電子工程師可以根據(jù)具體需求，充分利用其 SPI 通信、驅(qū)動(dòng)控制和診斷保護(hù)等功能，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。大家在使用過(guò)程中有沒(méi)有遇到過(guò)一些特別的問(wèn)題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。