“魔煙”是一個(gè)非正式術(shù)語(yǔ)，用來(lái)指由過(guò)熱的電子電路和組件產(chǎn)生的腐蝕性煙氣。這個(gè)詞組幾乎每一名電氣工程師都說(shuō)過(guò) —— 通常在他們忘了去調(diào)節(jié)電源電壓電平或意外使電壓軌對(duì)邏輯引腳短路時(shí)。

該事件的技術(shù)原因是電氣過(guò)應(yīng)力（EOS）；雖然人為錯(cuò)誤是一種常見(jiàn)根源，但還存在其它可能的原因，而且更微妙。一些張貼到TI E2E?社區(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器論壇的最常見(jiàn)問(wèn)題（包括那些以“我的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器已停止正常工作”、“我的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器被損壞了”以及“我的電機(jī)不再旋轉(zhuǎn)了”開(kāi)頭的問(wèn)題）的背后原因往往就是EOS。下面筆者將簡(jiǎn)略說(shuō)明EOS是什么，并列出可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里導(dǎo)致EOS的幾大常見(jiàn)根源。在下一篇文章中，筆者將討論幾種能幫您防止電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里出現(xiàn)EOS現(xiàn)象的方法。

EOS是當(dāng)電子器件承受超過(guò)該器件規(guī)定限值的電流或電壓時(shí)發(fā)生的熱損壞。熱損壞一般由EOS事件（跨電阻的大電流）中產(chǎn)生的過(guò)多熱量引起。這種高溫會(huì)對(duì)用來(lái)構(gòu)建集成電路的材料造成損壞，從而導(dǎo)致其運(yùn)行被破壞或永久性改變。

既然您已了解EOS是什么，您如何能知道規(guī)定限值是多少呢？為達(dá)到這個(gè)目的，您必須仔細(xì)查看電子器件產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中的絕對(duì)最大額定值表（請(qǐng)參看表1，它來(lái)自DRV8701產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)）。絕對(duì)最大額定值是這樣的技術(shù)規(guī)格 —— 超過(guò)它們會(huì)發(fā)生永久性損壞。在產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)中，絕對(duì)最大額定值與推薦工作條件不同；如果超過(guò)那些推薦工作條件的技術(shù)規(guī)格，器件可以繼續(xù)運(yùn)行，只是在以產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)推薦工作條件范圍之外的技術(shù)規(guī)格運(yùn)行。違反表1規(guī)定的一個(gè)例子是：如果由于電源軌上的瞬態(tài)事件，VM電源引腳達(dá)到了50V……

表1：DRV8701的絕對(duì)最大額定值表

那么，可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)里導(dǎo)致EOS的一些常見(jiàn)根源是什么？

電源過(guò)壓

EOS的最常見(jiàn)根源之一是器件電源輸入端上的過(guò)壓事件。電源過(guò)壓可由電機(jī)再生電能（如以前一篇文章中所概述的，示例見(jiàn)圖1）或系統(tǒng)的外部事件（如組件故障）引起。了解過(guò)壓事件的根源所在需要在一切可能的內(nèi)部和外部運(yùn)行條件下監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電源軌。

圖1：電源過(guò)壓瞬變

開(kāi)關(guān)瞬變

導(dǎo)致電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中出現(xiàn)EOS現(xiàn)象的另一種常見(jiàn)根源是：遭受與功率金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（MOSFET）的開(kāi)關(guān)相關(guān)的電壓瞬變。在理想的半橋開(kāi)關(guān)系統(tǒng)中，電壓將在VGROUND和VSUPPLY（圖2）之間交替波動(dòng)。但在現(xiàn)實(shí)世界里，功率MOSFET和印刷電路板（PCB）布局中的寄生現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致電壓瞬變 —— 電壓將變得低于VGROUND或高于VSUPPLY（圖3）。

圖2：理想的半橋驅(qū)動(dòng)器

圖3：存在寄生現(xiàn)象的半橋驅(qū)動(dòng)器

MOSFET過(guò)流

筆者將提到的最后一種EOS事件與功率MOSFET的過(guò)流有關(guān)。TI的集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有過(guò)流和過(guò)溫保護(hù)功能，可防止過(guò)流情況下的EOS。筆者在以前的一篇文章中詳細(xì)討論過(guò)這些，但對(duì)于使用柵極驅(qū)動(dòng)器（具有外部功率MOSFET）的系統(tǒng)，您必須注意不要違反MOSFET安全工作區(qū)規(guī)定。功率MOSFET產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)通常會(huì)包含一個(gè)安全工作區(qū)（SOA）曲線(xiàn)圖（如圖4所示）。功率MOSFET中電流過(guò)大將最終導(dǎo)致該器件或其封裝的熱損壞。

圖4：CSD18540Q5B最大安全工作區(qū)