JAJSXB4A May   2024  – September 2025 DRV8000-Q1

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 説明
  5. 4 デバイスの比較
  6. 5 ピン構成および機能
  7. 6 仕様
    1. 6.1 絶対最大定格
    2. 6.2 ESD 定格 (車載機器)
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報 (RGZ パッケージ)
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 タイミング要件
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 外付け部品
    4. 7.4 機能説明
      1. 7.4.1 ヒータ MOSFET ドライバ
        1. 7.4.1.1 ヒータ MOSFET ドライバ制御
        2. 7.4.1.2 ヒータ MOSFET ドライバの保護
          1. 7.4.1.2.1 ヒータ SH_HS 内部ダイオード
          2. 7.4.1.2.2 ヒータ MOSFET VDS 過電流保護 (HEAT_VDS)
          3. 7.4.1.2.3 ヒータ MOSFET 開放負荷検出
      2. 7.4.2 ハイサイド ドライバ
        1. 7.4.2.1 ハイサイド ドライバ制御
          1. 7.4.2.1.1 ハイサイド ドライバ PWM ジェネレータ
          2. 7.4.2.1.2 定電流モード
          3. 7.4.2.1.3 OUTx HS ITRIP 動作
          4. 7.4.2.1.4 ハイサイド － パラレル出力
        2. 7.4.2.2 ハイサイド ドライバ保護回路
          1. 7.4.2.2.1 ハイサイド ドライバの内部ダイオード
          2. 7.4.2.2.2 ハイサイド ドライバの短絡保護回路
          3. 7.4.2.2.3 ハイサイド ドライバの過電流保護
          4. 7.4.2.2.4 ハイサイド ドライバの開放負荷検出
      3. 7.4.3 エレクトロクロミック ガラス ドライバ
        1. 7.4.3.1 エレクトロクロミック ドライバ制御
        2. 7.4.3.2 エレクトロクロミック ドライバ保護
      4. 7.4.4 ハーフ ブリッジ ドライバ
        1. 7.4.4.1 ハーフブリッジ制御
        2. 7.4.4.2 OUT1 および OUT2 ハイサイド ドライバ モード
        3. 7.4.4.3 ハーフ ブリッジ レジスタ コントロール
        4. 7.4.4.4 ハーフ ブリッジ ITRIP レギュレーション
        5. 7.4.4.5 ハーフブリッジの保護と診断
          1. 7.4.4.5.1 ハーフブリッジ オフ状態診断（OLP）
          2. 7.4.4.5.2 ハーフ ブリッジ開放負荷検出
          3. 7.4.4.5.3 ハーフ ブリッジ過電流保護
      5. 7.4.5 ゲート ドライバ
        1. 7.4.5.1 入力 PWM モード
          1. 7.4.5.1.1 ハーフブリッジ制御
          2. 7.4.5.1.2 H ブリッジ制御
          3. 7.4.5.1.3 DRVOFF - ゲート ドライバ シャットオフ ピン
        2. 7.4.5.2 ゲート ドライバ - 機能ブロック図
          1. 7.4.5.2.1  スマート ゲート ドライバ
          2. 7.4.5.2.2  機能ブロック図
          3. 7.4.5.2.3  スルーレート制御 (IDRIVE)
          4. 7.4.5.2.4  ゲート ドライブ ステート マシン (TDRIVE)
            1. 7.4.5.2.4.1 tDRIVE 計算例
          5. 7.4.5.2.5  伝搬遅延の低減 (PDR)
          6. 7.4.5.2.6  PDR 事前充電 / 事前放電制御ループ動作の詳細
          7. 7.4.5.2.7  PDR 充電 / 放電後の制御ループ動作の詳細
            1. 7.4.5.2.7.1 PDR の充電後 / 放電後の設定
          8. 7.4.5.2.8  駆動およびフリーホイール MOSFET の検出
          9. 7.4.5.2.9  自動デューティ サイクル補償 (DCC)
          10. 7.4.5.2.10 閉ループ スルー時間制御 (STC)
            1. 7.4.5.2.10.1 STC 制御ループのセットアップ
        3. 7.4.5.3 トリプラー (2 段) チャージ ポンプ
        4. 7.4.5.4 広同相差動電流シャント アンプ
        5. 7.4.5.5 ゲート ドライバ保護回路
          1. 7.4.5.5.1 MOSFET VDS 過電流保護 (VDS_OCP)
          2. 7.4.5.5.2 ゲート ドライバ フォルト (VGS_GDF)
          3. 7.4.5.5.3 オフライン短絡とオープン負荷検出 (OOL / OSC)
      6. 7.4.6 センス出力（IPROPI）
      7. 7.4.7 保護回路
        1. 7.4.7.1 フォルト リセット (CLR_FLT)
        2. 7.4.7.2 DVDD ロジック電源パワーオン リセット (DVDD_POR)
        3. 7.4.7.3 PVDD 電源低電圧監視 (PVDD_UV)
        4. 7.4.7.4 PVDD 電源過電圧監視 (PVDD_OV)
        5. 7.4.7.5 VCP チャージ ポンプ低電圧誤動作防止 (VCP_UV)
        6. 7.4.7.6 サーマル クラスタ
        7. 7.4.7.7 ウォッチドッグ タイマ
        8. 7.4.7.8 障害検出と応答の概略表
    5. 7.5 プログラミング
      1. 7.5.1 シリアル・ペリフェラル・インターフェイス (SPI)
      2. 7.5.2 SPI フォーマット
      3. 7.5.3 タイミング図
  9. 8  DRV8000-Q1 レジスタ マップ
    1. 8.1 DRV8000-Q1_STATUS レジスタ
    2. 8.2 DRV8000-Q1_CNFG レジスタ
    3. 8.3 DRV8000-Q1_CTRL レジスタ
  10. 9 アプリケーションと実装
    1. 9.1 アプリケーション情報
    2. 9.2 代表的なアプリケーション
      1. 9.2.1 設計要件
      2. 9.2.2 詳細な設計手順
        1. 9.2.2.1 IDRIVE 計算例
        2. 9.2.2.2 tDRIVE 計算例
        3. 9.2.2.3 最大 PWM スイッチング周波数
        4. 9.2.2.4 電流シャント アンプの構成
    3. 9.3 初期設定
    4. 9.4 電源に関する推奨事項
      1. 9.4.1 バルク容量の決定
    5. 9.5 レイアウト
      1. 9.5.1 レイアウトのガイドライン
      2. 9.5.2 レイアウト例
  11. 10デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 10.1 ドキュメントの更新通知を受け取る方法
    2. 10.2 サポート・リソース
    3. 10.3 商標
    4. 10.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 10.5 用語集
  12. 11プロダクション前の改訂履歴
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報
    1. 12.1 付録：パッケージ オプション
    2. 12.2 テープおよびリール情報

7.4.6 センス出力（IPROPI）

このデバイスは、IPROPI ピンで電流センス、VPVDD の監視、およびダイ温度の出力を備えています。この情報は、負荷のステータスやレギュレーション (OUTx 上)、ダイ温度のチェック、またはローカル モータ電源電圧の供給に使用できます。これらの統合機能により、複数の外部センス抵抗やセンス回路が不要になり、システム サイズ、コスト、複雑さを削減できます。

シャントレス ハイサイド電流ミラー構成により、負荷電流を検出します。IPROPI 出力電流は、有効化されたドライバ (OUTx) の瞬時電流に対して、固定の比率 AIPROPI で決まります。サーマル クラスタ出力は、対応するゾーン温度検出回路から供給されます。ローカル モータ電源の PVDD センスと温度センスは、IPROPI 抵抗を介して IPROPI ピンの電流出力に変換され、5V および 3.3V の ADC ピンに対応するスケーラブルな出力電圧を可能にします。

IPROPI センス出力においては、選択されたスケール (負荷電流、電圧、または温度) の最大値が、最大 IPROPI 出力電流 2mA で表されます。例えば、8A の負荷を駆動している場合 (これはドライバの最小 OCP)、OUT5 の IPROPI を選択すると、想定される IPROPI 出力電流は 2mA になります。負荷電流がドライバの最小 OCP をわずかに上回る場合、IPROPI 出力電流が IPROPI の電流検出比に従っているかどうかを確認できず、場合によっては OCP シャットダウンが発生することがあります。

ビット IPROPI_SEL は、IPROPI ピンにどの出力が多重化されるかを定義します (以下の表に示す制御値を示します)：

表 7-44 IPROPI _SEL オプション
IPROPI_SEL 出力
00000b 出力なし
00001b OUT1 による電流検出
00010b OUT2 による電流検出
00011b OUT3 による電流検出
00100b OUT4 による電流検出
00101b OUT5 による電流検出
00110b OUT6 による電流検出
00111b OUT7 による電流検出
01000b OUT8 による電流検出
01001b OUT9 による電流検出
01010b OUT10 による電流検出
01011b OUT11 による電流検出
01100b OUT12 による電流検出
01101b RSVD
01110b RSVD
01111b RSVD
10000b VPVDD 検出の公称範囲 (5V ～ 22V)
10001b サーマル クラスタ 1
10010 サーマル クラスタ 2
10011 サーマル クラスタ 3
10100 サーマル クラスタ 4
10101 VPVDD 検出 High レンジ (20V ～ 32V)

IPROPI ピンは多目的ピンで、ハーフ ブリッジの 2 番目の PWM ピン制御入力オプションとしても使用できるため、IPROPI/PWM2 ピンのモードは、レジスタ IC_CTRL のビット IPROPI_MODE で制御されます。

次の図は、選択可能な IPROPI 出力の簡単なブロック図を示しています。

DRV8000-Q1 IPROPI 出力回路図 7-32 IPROPI 出力回路

IPROPI リセット、ブランク、セトリング時間：上記の表から IPROPI 出力オプションのいずれかを選択するとき、IPROPI_SEL ビットを使用して、最初に IPROPI 出力は 5.5μs 内で 0V にリセットされます。このリセットは、すべての IPROPI 出力の選択または遷移に対して発生します。誤った読み取りを防ぐために、いずれかのドライバまたはセンス出力をオンにした後、回路が安定するまで IPROPI の信号はブランキングされます。ハイサイド ドライバの場合、その時間はおおよそ 60μs です。

電流 (I OUTx) センス：電流出力の場合、IPROPI 出力のアナログ電流は AIPROPI で次のようにスケーリングされます。

式 3. IIPROPI = IOUTX / AIPROPI

PVDD センス：PVDD 電圧センス出力には、次の 2 つの範囲があります：

  • 公称範囲：5V ～ 22V、ここで IPROPI 出力電流は VPVDD/11,000
  • ハイレンジ：20V ～ 32V、ここで IPROPI 出力電流は VPVDD/16,500

次に例を示します。

  • 公称 PVDD 範囲 1 に対して IPROPI_SEL を選択します (IPROPI_SEL = 10000b)
  • VPVDD は 13.5V です
  • IIPROPI = 1.2mA

PVDD 検出フォルト動作：IPROPI PVDD 電圧センス出力は有効で、VPVDD がPVDD UV スレッショルドを上回っているとき、および VDVDD が推奨される最小動作電圧を上回っているときに利用可能です。

VPVDD が PVDD OV スレッショルドを上回っても、PVDD 検出出力はサポートされます。ただし、公称範囲 (5V ～ 22V) の IPROPI PVDD 検出出力は、VPVDD > 22V 以上では検証できません。1/16,500 のハイレンジ IPROPI PVDD 検出出力比は 20V ～ 32V 以内で有効ですが、VPVDD (32V) を超えると検証することはできません。

PVDD センスが利用できない故障：

  • チャージ ポンプ低電圧 (VCP_UV)
  • グローバル シャットダウン用に構成されている場合のサーマル シャットダウン (デフォルト)

温度検出出力：IPROPI 出力は、4 つのサーマル クラスタ温度のいずれか 1 つで、アナログ電圧を表現することもできます。これはテストと評価に使用することを意図していますが、デバイスの実行時に使用することはできません。

IPROPI 出力電流が利用可能な最大内部温度は 195°C で、この時点で IPROPI 出力電流は 1.94mA です。IPROPI 電流出力は、40°C ～ 195°C の温度範囲に従ってスケーリングされます。IPROPI 出力電流の式は次のとおりです：

IIPROPI = α + β×t

ここで、α はオフセットが 1.49mA にほぼ等しく、β は 2.32 μ A/°C、「t」は温度です。温度に戻すためには、温度について解くと次のようになります：

t = (IIPROPI - α)/β

RIPROPI で生成される電圧は、次のようになります：

t = ([VIPROPI/RIPROPI] - α)/β

例えば、クラスタ温度が 0°C のとき、IPROPI 出力電流は 1.49mA です。145°C での IPROPI の出力電流は 1.83mA です。

比例電圧 VIPROPI を生成するには、外付け抵抗 (RIPROPI) を介して IPROPI ピンをグランドに接続する必要があります。これにより、アプリケーション内の RIPROPI抵抗の両端の電圧降下として IPROPI 電流を測定することができ、コントローラの ADC の全範囲が利用可能になります。

IPROPI 抵抗の値を選択するときは、最大動作 IPROPI 出力電圧は 4.7V であることに注意してください。この値は、最大センス値 (ドライバの最大負荷電流など) で IPROPI 出力電圧を 5.3V に駆動する IPROPI の出力誤差 10% を考慮しています。この電圧を下回るようにするには、2.35kΩ による 2mA が約 4.7V であるため、2.35kΩ 未満の抵抗値を使用します。MCU の電圧 3.3V が必要な場合、この IPROPI の出力誤差が 10% であることを考慮して、MCU の絶対最大電圧を下回るような抵抗を求めます。