JAJSO75 November   2023 MCF8329A

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特長
  3. 2 アプリケーション
  4. 3 概要
  5. 4 改訂履歴
  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 (通信機器)
    3. 6.3 推奨動作条件
    4. 6.4 熱に関する情報 (1 パッケージ)
    5. 6.5 電気的特性
    6. 6.6 スタンダード モードとファースト モードの SDA および SCL バスの特性
    7. 6.7 代表的な特性
  8. 7 詳細説明
    1. 7.1 概要
    2. 7.2 機能ブロック図
    3. 7.3 機能説明
      1. 7.3.1  3 相 BLDC ゲート ドライバ
      2. 7.3.2  ゲート ドライブ アーキテクチャ
        1. 7.3.2.1 デッドタイムによるクロス導通の防止
      3. 7.3.3  AVDD リニア電圧レギュレータ
      4. 7.3.4  DVDD 電圧レギュレータ
        1. 7.3.4.1 AVDD から VREG への電力供給
        2. 7.3.4.2 VREG 用の外部電源
        3. 7.3.4.3 VREG 電源用外部 MOSFET
      5. 7.3.5  ローサイド電流検出アンプ
      6. 7.3.6  デバイス インターフェイス モード
        1. 7.3.6.1 インターフェイス - 制御と監視
        2. 7.3.6.2 I2C インターフェイス
      7. 7.3.7  モーター制御入力オプション
        1. 7.3.7.1 アナログ モードのモーター制御
        2. 7.3.7.2 PWM モード モーター制御
        3. 7.3.7.3 周波数モード モーター制御
        4. 7.3.7.4 I2C 方式のモーター制御
        5. 7.3.7.5 入力制御リファレンス プロファイル
          1. 7.3.7.5.1 リニア制御プロファイル
          2. 7.3.7.5.2 階段制御プロファイル
          3. 7.3.7.5.3 双方向プロファイル
        6. 7.3.7.6 プロファイラを使わない制御入力の伝達関数
      8. 7.3.8  ブートストラップ コンデンサの初期充電
      9. 7.3.9  異なる初期条件でのモーターの起動
        1. 7.3.9.1 ケース 1 – モーターが停止
        2. 7.3.9.2 ケース 2 – モーターが正方向に回転
        3. 7.3.9.3 ケース 3 – モーターが逆方向に回転
      10. 7.3.10 モーターの起動シーケンス (MSS)
        1. 7.3.10.1 初期速度検出 (ISD)
        2. 7.3.10.2 モーターの再同期化
        3. 7.3.10.3 リバース ドライブ
          1. 7.3.10.3.1 リバース ドライブ チューニング
        4. 7.3.10.4 モーター起動
          1. 7.3.10.4.1 アライン
          2. 7.3.10.4.2 ダブル・アライン
          3. 7.3.10.4.3 初期位置検出 (IPD)
            1. 7.3.10.4.3.1 IPD の動作
            2. 7.3.10.4.3.2 IPD 解放
            3. 7.3.10.4.3.3 IPD アドバンス角度
          4. 7.3.10.4.4 スロー ファースト サイクル起動
          5. 7.3.10.4.5 オープン ループ
          6. 7.3.10.4.6 オープン ループからクローズ ループへの遷移
      11. 7.3.11 閉ループ制御
        1. 7.3.11.1 閉ループ加速
        2. 7.3.11.2 速度 PI 制御
        3. 7.3.11.3 電流 PI 制御
        4. 7.3.11.4 電力ループ
        5. 7.3.11.5 変調インデックス制御
      12. 7.3.12 アンペアあたり最大トルク (MTPA) 制御
      13. 7.3.13 フラックス減衰制御
      14. 7.3.14 モーター パラメータ
        1. 7.3.14.1 モーター抵抗
        2. 7.3.14.2 モーター インダクタンス
        3. 7.3.14.3 モーター逆起電力定数
      15. 7.3.15 モーター パラメータ抽出ツール (MPET)
      16. 7.3.16 電圧サージ防止 (AVS)
      17. 7.3.17 出力 PWM スイッチング周波数
      18. 7.3.18 アクティブ ブレーキ
      19. 7.3.19 デッド タイム補償
      20. 7.3.20 電圧検出のスケーリング
      21. 7.3.21 モーター停止オプション
        1. 7.3.21.1 コースト (ハイ・インピーダンス) モード
        2. 7.3.21.2 還流モード
        3. 7.3.21.3 ローサイド ブレーキ
        4. 7.3.21.4 アクティブ・スピン・ダウン
      22. 7.3.22 FG 構成
        1. 7.3.22.1 FG 出力周波数
        2. 7.3.22.2 開ループ中の FG
        3. 7.3.22.3 モーター停止時の FG
        4. 7.3.22.4 フォルト中の FG の動作
      23. 7.3.23 DC バス電流制限
      24. 7.3.24 保護機能
        1. 7.3.24.1  PVDD 電源低電圧誤動作防止 (PVDD_UV)
        2. 7.3.24.2  AVDD パワーオン・リセット (AVDD_POR)
        3. 7.3.24.3  GVDD 低電圧誤動作防止 (GVDD_UV)
        4. 7.3.24.4  BST 低電圧誤動作防止 (BST_UV)
        5. 7.3.24.5  MOSFET VDS 過電流保護 (VDS_OCP)
        6. 7.3.24.6  VSENSE 過電流保護 (SEN_OCP)
        7. 7.3.24.7  サーマル・シャットダウン (OTSD)
        8. 7.3.24.8  ハードウェア・ロック検出電流制限 (HW_LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.8.1 HW_LOCK_ILIMIT ラッチ付きシャットダウン (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.8.2 HW_LOCK_ILIMIT 自動復帰 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.8.3 HW_LOCK_ILIMIT 通知のみ (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.8.4 HW_LOCK_ILIMIT 無効 (HW_LOCK_ILIMIT_MODE = 1001b～1111b)
        9. 7.3.24.9  ロック検出電流制限 (LOCK_ILIMIT)
          1. 7.3.24.9.1 LOCK_ILIMIT ラッチ付きシャットダウン (LOCK_ILIMIT_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.9.2 LOCK_ILIMIT 自動復帰 (LOCK_ILIMIT_MODE = 01xxb)
          3. 7.3.24.9.3 LOCK_ILIMIT 通知のみ (LOCK_ILIMIT_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.9.4 LOCK_ILIMIT 無効 (LOCK_ILIMIT_MODE = 1xx1b)
        10. 7.3.24.10 モーター・ロック (MTR_LCK)
          1. 7.3.24.10.1 MTR_LCK ラッチ付きシャットダウン (MTR_LCK_MODE = 00xxb)
          2. 7.3.24.10.2 MTR_LCK 自動復帰 (MTR_LCK_MODE= 01xxb)
          3. 7.3.24.10.3 MTR_LCK 通知のみ (MTR_LCK_MODE = 1000b)
          4. 7.3.24.10.4 MTR_LCK 無効 (MTR_LCK_MODE = 1xx1b)
        11. 7.3.24.11 モーター・ロック検出
          1. 7.3.24.11.1 ロック 1：異常速度 (ABN_SPEED)
          2. 7.3.24.11.2 ロック 2：異常 BEMF (ABN_BEMF)
          3. 7.3.24.11.3 ロック 3：モーター フォルトなし (NO_MTR)
        12. 7.3.24.12 MPET フォルト
        13. 7.3.24.13 IPD フォルト
    4. 7.4 デバイスの機能モード
      1. 7.4.1 機能モード
        1. 7.4.1.1 スリープ モード
        2. 7.4.1.2 スタンバイ モード
        3. 7.4.1.3 フォルト・リセット (CLR_FLT)
    5. 7.5 外部インターフェイス
      1. 7.5.1 DRVOFF - ゲート ドライバ シャットダウン機能
      2. 7.5.2 DAC 出力
      3. 7.5.3 電流検出アンプ出力
      4. 7.5.4 発振器ソース
        1. 7.5.4.1 外部クロック・ソース
    6. 7.6 EEPROM アクセスと I2C インターフェイス
      1. 7.6.1 EEPROM アクセス
        1. 7.6.1.1 EEPROM 書き込み
        2. 7.6.1.2 EEPROM 読み出し
      2. 7.6.2 I2C シリアル・インターフェイス
        1. 7.6.2.1 I2C データ・ワード
        2. 7.6.2.2 I2C 書き込み動作
        3. 7.6.2.3 I2C 読み取り動作
        4. 7.6.2.4 I2C 通信プロトコル パケットの例
        5. 7.6.2.5 内部バッファ
        6. 7.6.2.6 CRC バイト計算
    7. 7.7 EEPROM (不揮発性) レジスタ・マップ
      1. 7.7.1 Algorithm_Configuration レジスタ
      2. 7.7.2 Internal_Algorithm_Configuration レジスタ
      3. 7.7.3 Hardware_Configuration レジスタ
      4. 7.7.4 Fault_Configuration レジスタ
    8. 7.8 RAM (揮発性) レジスタ・マップ
      1. 7.8.1 Fault_Status レジスタ
      2. 7.8.2 Algorithm_Control レジスタ
      3. 7.8.3 System_Status レジスタ
      4. 7.8.4 Device_Control レジスタ
      5. 7.8.5 Algorithm_Variables レジスタ
  9. 8 アプリケーションと実装
    1. 8.1 アプリケーション情報
    2. 8.2 代表的なアプリケーション
      1. 8.2.1 詳細な設計手順
      2. 8.2.2 ブートストラップ・コンデンサと GVDD コンデンサの選択
      3. 8.2.3 VREG 電源用外部 MOSFET の選択
      4. 8.2.4 ゲート駆動電流
      5. 8.2.5 ゲート抵抗の選択
      6.      大電力設計におけるシステムの考慮事項
      7. 8.2.6 コンデンサの電圧定格
      8. 8.2.7 外部出力段部品
      9. 8.2.8 アプリケーション曲線
        1. 8.2.8.1 モータ起動
        2.       高速 (1.8kHz) 動作
        3.       アクティブ ブレーキによる迅速な減速
        4. 8.2.8.2 デッド タイム補償
  10. 9 電源に関する推奨事項
    1. 9.1 バルク容量
  11. 10レイアウト
    1. 10.1 レイアウトのガイドライン
    2. 10.2 レイアウト例
    3. 10.3 熱に関する注意事項
      1. 10.3.1 消費電力
  12. 11デバイスおよびドキュメントのサポート
    1. 11.1 ドキュメントのサポート
      1. 11.1.1 関連資料
    2. 11.2 サポート・リソース
    3. 11.3 商標
    4. 11.4 静電気放電に関する注意事項
    5. 11.5 用語集
  13. 12メカニカル、パッケージ、および注文情報

パッケージ・オプション

メカニカル・データ（パッケージ｜ピン）
サーマルパッド・メカニカル・データ
発注情報

7.3.15 モーター パラメータ抽出ツール (MPET)

MCF8329A は、モーター巻線抵抗、モーター巻線インダクタンス、逆起電力定数を使用して、閉ループ動作時のモーター位置を推定します。MPET ルーチンはモーターの逆起電力定数、機械的負荷の慣性および摩擦係数を測定します。パラメータのオフライン測定は通常のモーター動作の前に行われます。パラメータの変動による影響を最小限に抑えるため、モーターを起動する前にモーター パラメータを推定することを推奨します。

図 7-38 に、MPET ルーチンの動作シーケンスを示します。MPET ルーチンには、MPET_CMD ビットが 1b に設定されている場合、または目標速度が 0 でない場合に遷移します。MPET ルーチンは 4 つの段階 (IPD、開ループ加速、電流低減、コースト) で構成されます。図 7-38 に示した条件が真であると評価された場合、その段階は実行されます。その条件が偽であると評価された場合、アルゴリズムはその特定の段階をバイパスし、シーケンスの次の段階に進みます。これらの段階のすべてを完了 (またはバイパス) すると、アルゴリズムは MPET ルーチンを終了します。MPET ルーチンが終了すると、目標速度が 0 以外の値に設定されている場合、アルゴリズムは起動および加速 (目標速度リファレンスまで) シーケンスを開始します。

GUID-20230305-SS0I-SSCB-D9LJ-GPVHKKS8BPLW-low.svg図 7-38 MPET シーケンス

テキサス・インスツルメンツ独自の MPET ルーチンには、以下の動作シーケンスが含まれます。

  • 開ループ加速：MPET_KE = 1b と MPET_MECH = 1b を設定することで逆起電力定数または機械的パラメータ測定が有効化されている場合、MPET ルーチンはアライン、次に開ループ加速を実行します。MPET_MECH = 0b であっても、速度ループ PI 定数が 0 に設定されている場合、MPET ルーチンには機械的パラメータ測定のシーケンスが含まれます。ユーザーは MPET 専用の開ループ設定パラメータを設定できます。または、通常のモーター動作の開ループ設定パラメータを使用できます。開ループ設定の選択は、MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT によって行われます。MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT = 1b の場合、速度スルーレートは MPET_OPEN_LOOP_SLEW_RATE によって設定され、開ループ電流リファレンスは MPET_OPEN_LOOP_CURR_REF によって設定され、開ループ速度リファレンスは MPET_OPEN_LOOP_SPEED_REF によって設定されます。MPET_KE_MEAS_PARAMETER_SELECT = 0b の場合、速度スルーレートは OL_ACC_A1 と OL_ACC_A2、電流リファレンスは OL_ILIMIT、速度リファレンスは OPN_CL_HANDOFF_THR 速度によって設定されます。
  • 電流低減：開ループ加速の後、機械的パラメータ測定が有効化されている場合、MPET ルーチンは、負荷に対応するには十分なより小さい値にモーター電流を最適化します。機械的パラメータ測定が無効化されている場合 (MPET_MECH = 0b または速度ループ PI パラメータが 0 以外の場合)、MPET は電流低減シーケンスを行いません。
  • コースト：MPET ルーチンは、このシーケンスによってハイ インピーダンス状態を作り出し、モーターが惰性で回転できるようにします。モーターの逆起電力と機械的パラメータを示す値は、モーター コースト期間中に測定されます。STAT_DETECT_THR によって設定されたスレッショルドをモーターの逆起電力が下回ると、MPET_BEMF_FAULT が生成されます。

EEPROM または MPET からのパラメータの選択

MPET の推定値は MTR_PARAMS レジスタから読み出すことができます。MPET_WRITE_SHADOW ビットを 1 に設定すると、MPET の推定値がシャドウ レジスタに書き込まれ、MOTOR_BEMF_CONST、SPD_LOOP_KP、SPD_LOOP_KI シャドウ レジスタのユーザー設定値 (EEPROM からの) が MPET による推定値で上書きされます。シャドウ レジスタのいずれかが (EEPROM レジスタから) 0 に初期化されている場合、MPET_WRITE_SHADOW 設定に関係なく、MPET の推定値がこれらのレジスタのために使われます。MPET は、ユーザーによって入力された抵抗およびインダクタンス値を使って電流ループ KP および KI を計算します。MPET は、シャフトでの慣性および摩擦係数 (モーターとシャフトの両方の結合負荷を含む) を含む機械的パラメータを推定します。これらの値を使って、速度ループ KP および KI の初期値が設定されます。速度ループ KP および KI 設定の推定値は初期設定としてのみ使用できます。性能要件に基づいて、ユーザーがアプリケーションでこれらのパラメータを調整することを推奨します。

注:
  1. MPET 測定中、VdcFilterDisable ビットを 1b に設定することを推奨します。
  2. MPET 中、FG 信号は正確ではありません。
  3. CURRENT_LOOP_KP と CURRENT_LOOP_KI がゼロに設定されている場合、MCF8329A はモーターの抵抗とインダクタンスの値を使用して、これらの係数を自動的に計算します。