MPQ6634 “零代码”无刷电机驱动>>深圳市永阜康电子有限公司

3.1 无刷电机控制

MPQ6634芯片功能框图如图2所示。

图2 MPQ6634芯片功能框图

3.1.1 驱动方式

· 无感FOC驱动

无感FOC驱动的信号波形如图3所示。

图3 无感FOC驱动波形

3.1.2 速度控制

SPD引脚可通过施加脉宽调制（PWM）信号或直流电压，在开环或闭环模式下控制电机转速。其输入频率范围为50 Hz至20 kHz，或允许输入0 V至3.3 V的直流电压。

· PWM_DC = 1

电机转速由 SPD 引脚上的直流电压控制。

· PWM_DC = 0

电机转速由输入 PWM 信号的占空比控制。

3.1.3 方向控制

运行方向由DIR 引脚的输入极性和内部DIR位共同决定。默认情况下，当DIR输入为低电平时，电机正向旋转（顺序：OUTA → OUTB → OUTC → OUTA…）；当DIR输入为高电平时，电机反向旋转（顺序：OUTA → OUTC → OUTB → OUTA…）。

芯片内有一个寄存器位可反转DIR输入的极性。若该位被置位，当DIR输入为低电平时，电机反向旋转；当 DIR 输入为高电平时，电机按正向旋转。

如果在运行过程中改变旋转方向，驱动器会先将输出占空比降低以减速，随后再按新的指令方向驱动电机旋转。

3.1.4 转子对齐

对齐阶段控制器输出一个可配置的电压矢量，持续一段可设定的时间，将转子定位到指定位置。U_START[3:0]配置对齐电压，ALIGN_TIME[1:0]配置对齐时间。

3.1.5 开环加速

转子对齐完成后，电机以开环方式启动，通过逐步增大驱动电压矢量的幅值和频率来加速。启动阶段的最小输出占空比、加速斜率、电气频率的加速目标值，以及开环到闭环的切换阈值，均可通过寄存器针对不同电机类型进行配置。

3.1.6 速度曲线

可通过寄存器同时设置输入占空比与输出占空比/转速的对应关系，寄存器位SPD_MAX[11:0]支持6种配置，用于设定闭环速度控制下的最大转速。

SPD_MAX[7:0]位用于设定开环速度控制下，当输入占空比为 100% 时的输出占空比。

S0[7:0]位用于设定输入占空比等于D0（由 D0[7:0]位设定）时的速度/输出占空比。

S1[7:0]、S2[7:0]、S3[7:0]和S4[7:0] 位分别对应输入占空比为D1[7:0]、D2[7:0]、D3[7:0]和D4[7:0] 时的速度/输出占空比，如图4所示。

图4 速度曲线

3.2 故障保护

3.2.1 短路保护

MPQ6634内置过载和短路保护（SCP）功能，通过监测每个MOSFET的电流实现。当MOSFET的电流达到过流保护（SCP）阈值（典型值3A）时，经过一段消隐时间后，所有MOSFET会立即关断，并在锁定重试时间结束后恢复运行。

3.2.2 过温保护

在正常开关过程中，流过MOSFET的电流在消隐时间后超过由OC_THR位设定的阈值，输出占空比将降低，以限制输出电流。过流保护（OCP）阈值可设为1 A或2 A。通过OCP_EN位可禁用OCP功能。

3.2.3 过温关断

MPQ6634集成了温度监控功能。当芯片结温超过175°C时，所有MOSFET立即关断；待芯片温度降至阈值以下后，器件自动恢复运行。

3.2.4 欠压锁定

当VCC引脚（Vcc）上的电压降至欠压锁定阈值电压以下时，设备中的所有电路将被禁用，内部逻辑将被重置。当VCC电压上升超过UVLO阈值时，操作将恢复。

3.2.5 过压保护

MPQ6634提供两个过压保护（OVP）阈值，以适应不同应用场景。通过UIN_SEL位可选择所需的OVP阈值。当VCC超过其过压阈值（典型值为19 V或33 V）时，芯片会立即关断所有MOSFET；待VCC降至过压阈值以下后，芯片自动恢复正常运行。

通过 OVP_EN 位可禁用过压保护功能。

3.2.6 堵转保护

芯片内置转子堵转保护功能。一旦该保护被触发，芯片会立即关断所有MOSFET。默认情况下，经过5.5秒的锁定重试时间后，器件自动恢复正常运行。通过RETRY位可将保护行为配置为“锁死停机（latch-off）”或“重试恢复（retry）”两种模式。

3.2.7 缺相保护

MPQ6634实时监测每一相的电压与电流。一旦触发缺相保护（PLOS），芯片立即停止开关动作并锁死停机。通过PL_EN位可禁用缺相保护功能。

3.3 典型应用

MPQ6634的典型的外围电路设计如图5所示。

图5 外围电路参考

结语