AFS系統(tǒng)步進電機控制和關鍵診斷

診斷

診斷在汽車電子中必不可少，這是汽車安全性的必然要求。TL4729G支持過熱、開路和短路診斷?？蛻粼谑褂肨LE4729G時碰到的大多數問題也集中在開路診斷上。TLE4729G的診斷表如表4所示。在全步模式下和半步模式下，由于換相的差異，導致了開路診斷信號有差異。在某些半步換相表下，甚至出現不能診斷的情況。

從表4可以看出，短路到地和開路錯誤同時發(fā)生時，診斷結果和短路到地是一樣的，因此可以認為短路到地的優(yōu)先級比開路錯誤高。

開路診斷的原理是利用感性負載續(xù)流的原理。如圖10所示，一般來說，每次換相的時候，內部SR觸發(fā)器置位，置位信號由換相信號決定，如圖10左上所示，置位信號使得ERROR1為低電平。SR觸發(fā)器的輸出經過一個濾波環(huán)節(jié)(典型濾波時間為15μs)連接到ERROR1，如果感性負載是良好連接，即未開路的，在負載電流方向改變時，由于續(xù)流的作用，全橋兩個輸出中的一個電壓為VS+VFU(VFU為續(xù)流二極管導通壓降)，比如圖10中T14由導通到關斷，T12尚未導通時，此時電流經過與T12并聯的二極管續(xù)流，這時候Qx2的電壓值為VS+VFU。全橋的兩個輸出分別送入到兩個電壓比較器的同相輸入端，而這兩個電壓比較器的反相輸入端則與電源VS相連，兩個比較器的輸出連接至一個或門的兩個輸入，與門的輸出則連接到RS觸發(fā)器的R管腳。所以換相過程由于有續(xù)流電壓的存在使得或門的輸出為1，使得RS觸發(fā)器復位，一般而言換相過程持續(xù)時間遠小于15μs，所以在正常模式下由于復位信號的作用使得ERROR1保持為高。當出現開路的時候，VS+VFU這個條件被破壞，RS觸發(fā)器置位，15μs后ERROR1信號為低。

全步模式開路診斷

本例中采用XC800作為處理器，使用P3口作為TLE4729G的電流設置和換相口。定義如表5。

在全步模式下，電流設定和換相是分離的，所以可以用兩個不同的函數來實現，分為為電流設定函數和換相函數，當然也可以統(tǒng)一到一個函數中，換相的時候對應電流管腳不發(fā)生變化即可。

全步模式下的開路診斷容易實現，ERROR1指示開路情況，當未出現開路時，ERROR1為高電平，當出現開路時ERROR1為低電平，如圖11所示。

半步模式開路診斷

半步開路診斷是TLE4729G中比較復雜的應用之一。有很多用戶反映無法進行半步開路診斷。其實不然，如果深入分析半步換相表，便可得出可以穩(wěn)定診斷開路診斷的真值表

半步診斷的復雜性是由于TLE4729G的Inhibit模式導致的，開路可診斷的一個條件是電流設置管腳至少有一個為高電平，當某相兩個電流設置管腳均為低時，該項為Inhibit模式，ERROR1在第一個續(xù)流周期復位。當有開路情況存在時，ERROR1的復位導致診斷信息丟失。由于半步的8個狀態(tài)中多次出現Inhibit模式，所以導致了某些情況下開路診斷會有異常。從真值表角度分析，當某相有Inhibit模式出現，即該相兩個電流管腳均為0時，對應的相位管腳可設置為1或者0，這樣便可以得出多組半步換相表，不同的換相表在開路診斷時，結果也不一樣。如表6中粗線所示，有四個狀態(tài)S2，S4，S6，S8中的某相位設置信號是可變設置的，可為0或者1，從排列的角度上看有16種不同的真值表，這里取出6種典型表(A-F)舉例說明開路診斷特點。

管腳設置仍如全步模式，在實際程序中，使用數據建立換相表，如下所示。

//code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x28, 0x2a, 0x02,0x0a,0x18,0x1a,0x32}; //A 0,0,1,1

//code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x38, 0x2a, 0x22,0x0a,0x08,0x1a,0x12}; //B 1,1,0,0

//code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x28, 0x2a, 0x02,0x0a,0x08,0x1a,0x12}; //C All 0

//code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x38, 0x2a, 0x22,0x0a,0x18,0x1a,0x32}; //D All 1

code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x28, 0x2a, 0x22,0x0a,0x18,0x1a,0x32}; //E 0,1,1,1

//code motor_halfsteps[8]={0x3a, 0x28, 0x2a, 0x02,0x0a,0x08,0x1a,0x32}; //F 0 0 0 1

短路到負載和電源

短路到負載和電源在數據手冊和應用筆記已經有完備的敘述，此處不再贅述。

EMC問題

EMC問題是客戶實際使用TLE4729非常關注的問題。EMC設計需要考慮的是系統(tǒng)的開關頻率和輸出電容的問題，另外還有PCB布線也需要考究。

開關頻率

TLE4729G的振蕩頻率是可以調整，在EMC測試的時候可以根據需要調整振蕩頻率。頻率變化范圍為18kHz~30kHz。調整的方法為改變外部振蕩電容C，電容計算的方法是A = f * C，該公式未在數據手冊中給出，但是在芯片設計時振蕩頻率是按此設計。其中A是常數，也就是說頻率和電容成反比，A為55kHz.nF。根據數據手冊，典型振蕩頻率25kHz時對應的電容為2.2nF，滿足該公式。

TLE4729G另外一種調整方法是使用外部時鐘同步的方法，TLE4729G內部有一個推挽式電流源，輸出能力為120μA，這個電流源可以驅動振蕩器產生鋸齒波振蕩信號。當使用外部時鐘同步時，內部電流源失效，振蕩器由外部振蕩器驅動，驅動信號要求低電平介于0V~0.8V，高電平要求在3V~5V之間。

輸出電容

除了在邏輯電源和功率電源處添加去耦電容保證供電電源的品質之外，為了降低功率輸出的開關噪聲和電磁輻射，可在四個功率輸出管腳處對地接電容，可以有效降低電路EMI問題。