NXP MC17XS6500高边驱动芯片功能的介绍

简介

       本文主要介绍了高边驱动芯片MC17XS6500 的功能、特性。世平集团基于 FlagChips FC7300 HV BMS 方案，高边驱动芯片MC17XS6500 被用于驱动继电器的断开和闭合。在本文中介绍了 MC17XS6500 在正常模式和故障模式下，是如何控制 OUT 的输出。
 

1、功能介绍

图1 ， MC17XS6500 框图
 

       如图 1 所示，为 MC17XS650 芯片内部框图，红色圈内为它主要的常用功能模块，包括 SPI 通讯模块、故障单元、外部 PWM 输入、OUT 模块。接下来我将对以上主要模块的功能进行介绍，如下：

• SPI 通讯模块功能：
• 在正常模式下控制设备
• 在正常模式和故障模式下提供诊断功能
• SPI 是一个 16 位全双工同步数据传输接口，具有级联能力
• MC17XS650 芯片内部 SPI 模块与 MCU 通过菊花链的方式进行通讯，最大通讯频率为 5MHZ

1.1 故障单元功能：

提供了一个快速状态寄存器，当发生故障时，可供 SPI 读取该寄存器的值进行诊断。

1.2 外部PWM输入功能：

       为 MC17XS6500 芯片提供一个参考 PWM 频率，此 PWM 进入为 MC17XS6500 芯片会被其内部 PWM 模块默认地分频 256，然后再提供给 OUT 模块作为输出 PWM。

• OUT模块功能：
• 提供了 6 个 OUT 通道，OUT1-OUT5 为常用通道，OUT6 为智能电源开关驱动通道
• 每个通道内部都集成一个 8 位 PWM 寄存器，可用来配置输出 PWM 的占空比，且每个通道的 PWM 频率可被 SPI 配置

2、特性                 

MC17XS6500 芯片特性如下：

• Penta 高边开关具有过载、过温和欠压保护功能
• 控制一个外部智能电源开关的输出
• 16 位 SPI 通信接口，具有级联能力
• 集成故障模式（符合 ASIL B 功能安全）
• 在故障模式下有专用于控制输出的 4 个输入 IO 口
• 带有 SPI 可编程多路复用器和同步信号的模拟反馈引脚
• 通过 SPI 通信进行通道诊断
• 带有外部时钟、分频器和多相特性的同步  PWM 模块
• 优的电磁兼容性能
• 电源网络和反向极性保护
• 超低功耗模式
• 可扩展和灵活的系列概念
• 与板布局兼容的 SOIC32 封装，带有外露焊盘

3、正常模式和故障模式

图 2， FlagChips FC7300 BMS 方案中BU板原理图 0502 版

3.1、正常模式下

        如图 2 所示，为 FlagChips FC7300 BMS 方案中 BMU 板中的 MC17XS6500 芯片原理图。当 MC17XS6500 芯片在正常模式下运行时，LIMP 引脚电平为低电平。当芯片发生故障时，该引脚电平为高电平。

       如图 3 所示，为 MC17XS6500 芯片在正常模式运行下所测数据图。在正常模式下测试时之前，打开了 MC17XS650 芯片的 OUT1-OUT4，其中 LED 板子红色线从左到右分别对应的MC17XS6500 芯片 的 OUT1-OUT4，LED 灯从左到右依次全亮，代表 OUT1-OUT4 输出正常且 MC17XS6500 芯片的 LIMP 引脚电平为低电平。

图3, MC17XS6500 芯片在正常模式下的测量数据图
 

3.2、故障模式下

        如图 4 所示，为在 MC17XS6500 在故障模式测量的数据图，LED 灭、OUT 无输出且 MC17XS6500 芯片引脚电平为高电平（5V）。     

图 4 ，MC17XS6500 芯片在故障模式下的测量数据图   

图5 ，MC17XS6500 芯片在正常模式下的测量数据图

        如图 5 所示，为 FlagChips FC7300 BMS 方案 MCXS176500 原理图。在 MC17XS6500 芯片故障模式下，分别给 17XS6500 芯片的 IN1-IN4 引脚一个 5V 的高电平。测量结果如下图 6 所示，红线接 OUT 引脚，LED 从左到右分别代表 OUT1-OUT4，黑色线为接地。

       实验结果，LED 灯从左到右一次亮，从而实现在故障模式下通过给 MC17XS3500 芯片 IN1-IN4 引脚高电平，控制OUT1-OUT4 输出高电平。

图 6 ，MC17XS6500 芯片在故障模式下，分别给 IN1-IN4 IO 口高电平所测数据图

4、总结

        本文主要介绍了 MC17XS6500 芯片的主要功能有 SPI 通讯功能、故障单元功能、外部 PWM 输入、OUT 输出功能，并介绍了 MC17XS6500 在正常模式下和故障模式下如何控制 OUT 的输出。在实际运用中，在正常模式下使用 MC17XS6500 芯片驱动继电器的开关会更有效。

        在故障模式下通过硬件的方式使 MC17XS6500 芯片输出高电平驱动继电器，丰富了 MC17XS6500 芯片的功能。如有问题欢迎在下方评论区留言或者发邮件到[email protected]。

5、参考文献

(1)  MC17XS6500 Reference Manual Rev. 5.0, 12/2017

(2)  FlagChips FC7300 BMU 原理图 0502版

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作者：Jim Zhang / 张傲

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