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一、激活自检模式
英飞凌为TLE9183设计了一个进入有限状态机的方式来防止意外进入自检模式。该有限状态机有三种状态,只有第三种状态才可以激活自检模式。进入序列也必须连续完整发送,如果被其他SPI帧中断,则需要重新发送整个序列。
自检本身具有不同的优先级,且需要按顺序启动。如果同时选择多个自检项时,仅执行优先级最高的自检项。
μC需要重置en_st并设置dis_st来退出自检模式。
自检模式进入和退出序列
二、自检项分类
电源与电压相关自检
UV_VCC自检:验证数字I/O端口供电电压的欠压检测功能,激活时机:上电时(Power-Up)。
OV_VDH自检:检测电荷泵2参考电压(VDHP)过压,触发ERR_N引脚置低,读取SPI错误位。
RO_VDH/VCC/CB:通过ADC读取VDHP/VCC/CB电压值,验证独立测量或故障状态(刷新周期:8μs/8μs/4μs)
电流感测放大器(CSA)自检
UV_1.5V/5Vreg_CSA:上电时验证CSA供电电压是否正常,
Gain_CSA自检:上电时验证CSA增益准确性。
静态输出检查:通过读取VRO电压验证ISPx/ISNx引脚是否短路或开路。
短路检测(SCD)自检
SCD功能验证:需在桥故障测试成功后触发,激活时机:上电时。
阈值测试:施加负阈值电压到高边引脚,检测SCD响应。
SPI 通信自检
SPI_CRC校验:每帧检测CRC错误。
FE_SPI(帧计数器):检测SPI帧计数是否连续。
TO_SPI(超时检测):35μs内未完成帧传输则报错
IA_SPI(地址有效性):检测无效寄存器访问
配置签名检查:验证 SPI配置数据完整性
关闭路径功能自检
独立关闭路径测试:验证SOFF_N和INH 路径能否独立关闭外部FET
开关路径冗余检查:需在上电时完成,确保至少一条路径有效
其他关键自检
温度传感器自检(RO_Temp):周期性读取温度寄存器,对比结果差异(刷新周期50μs)
PWM 与反馈路径一致性(PFB):运行时检查PWM输入与数字反馈信号是否四配
APC 功能检查:通过特殊事件寄存器验证自动预充电电路状态
三、自检执行顺序
上电阶段(Power-Up)
强制执行的自检项:
- UV_VCC自检(数字供电欠压检测)
- CSA供电电压自检(UV_1.5V/5Vreg_CSA)
- CSA增益校准(Gain_CSA)
- SCD 功能初始化验证(需桥故障测试先行)
- SPI配置签名检查
- 关闭路径冗余验证(SOFF_N和INH路径)
运行阶段(Run-Time)
周期性执行的自检项:
- 电压监控(RO_VDH/VCC/CB),刷新周期 4-8μs
- SPI通信状态检查(CRC、超时、地址有效性)
- PWM 与反馈路径一致性(PFB,实时比对)
- 温度监控(RO_Temp,50μs周期)
事件触发项:
- APC 功能异常检查(读取特殊事件寄存器)
- ERR_N 引脚状态与SPI标志位交叉验证
四、各自检项检测推荐序列
VCC欠压检测推荐序列
正常工作模式下短路检测的推荐序列
自检低边短路检测推荐序列
自检高边短路检测推荐序列
五、注意事项
时序与依赖关系
- SCD自检需在桥故障测试通过后进行,避免误触发
- CSA增益校准需在供电稳定后执行
硬件配置要求
关键信号网络隔离(如VDH3 与 BH3间距、VS 与数字网络隔离)
串联电阻布局:VDHx引脚需靠近芯片放置1kΩ电阻限制短路电流
栅极驱动电阻位置:靠近 GHx/GLx引脚以降低干扰
软件处理规范
自检失败时需通过独立关闭路径(SOFF_N/INH)强制关断 FET
ERR_N 引脚状态需与 SPI状态寄存器交叉验证,避免单点失效
检测到SPI通信异常时,需启动窗口看门狗复位机制
安全机制联动
自检异常需联动安全状态机,如:
- OV_VDH过压 → 关闭电荷泵2,ERR_N 置低
- SCD触发 → 立即关闭所有FET并锁存错误
- 温度超限 → 分级降额(警告→关断)
特殊场景处理
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ENA引脚故障时,需通过SOFF_N路径实现关断
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μC死锁时,依赖 SPI 窗口看门狗触发复位
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APC电路异常需通过特殊事件寄存器 Ser bit 5/6判断
六、典型自检流程示例
上电自检序列
供电稳定→UV_VCC自检→CSA供电/增益校准→桥故障测试→SCD自检→关闭路径验证→ SPI签名加载
运行时监控循环
读取ERR_N引脚→检查SPI状态寄标器→执行电压/温度巡检→PWM-PFB 一致性检查→SPI状态检测→异常处理