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，還支持自動混合衰減模式和自適應(yīng)消隱時間功能。同時芯片內(nèi)部有豐富的保護(hù)機(jī)制，如過流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定保護(hù)、過溫保護(hù)和預(yù)驅(qū)動錯誤保護(hù)，并且有一個FAULTn引腳來表明故障情況。但是當(dāng)母線電壓較高和layout做的不好時，會導(dǎo)致PDF（pre-driver）誤報錯，使得芯片鎖定。本文根據(jù)預(yù)驅(qū)動錯誤的產(chǎn)生原理，對驅(qū)動等效電路進(jìn)行分析，給出了預(yù)驅(qū)動錯誤保護(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)部會進(jìn)行預(yù)驅(qū)動錯誤判斷，即當(dāng)下管關(guān)閉期間，芯片會進(jìn)行2.2us計(jì)時，當(dāng)計(jì)時結(jié)束，監(jiān)測下管柵源級電壓如果超過1v則報錯。

要分析使得芯片端監(jiān)測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)行開關(guān)動作時，比如上管由關(guān)斷到開通，下管的漏極電壓會迅速上升，漏極就會通過Cgd電容產(chǎn)生一個電流Ic給Cgs充電（如圖三），此過程中Vgs和Vgd相比不會有大的變化，可以確定注入電流Ic的大小，注入的電流同時又會通過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作用過程

通過以上分析，我們可以歸納出四個改善方法：

優(yōu)化PCB layout，使得芯片驅(qū)動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無法改變，可以通過改變上管的source電流降低dv/dt來實(shí)現(xiàn)Ic的減小，具體通過修改寄存器0x6h來實(shí)現(xiàn)。

加電阻Rdriver 來抑制Lleak造成的振蕩，從而降低芯片端的監(jiān)測電壓。

圖四 加入Rdriver的等效模型

加大Cgs來改善，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就可以解決問題。由于方法3，4都會減低原電路的開關(guān)速度，從而產(chǎn)生直通現(xiàn)象，因此使用以上方法的同時，需要修改0x0h寄存器Dtime將死區(qū)時間修改為850ns。