FMEA过程简介以及实现方法

一个框图可以看到 那 电机驱动器相当于一个门驱动在这里 后面接比如三相无刷电机的话是 六个 MOS 管三对半桥 那前面这个是 MCU 控制器 然后它会这个电源端直接过到这边 给这个 PMIC 供电给 MCU 供电 当然这个电池端也直接给马达驱动供电 然后这个电机的马达驱动和 MCU 之间 或者 PMIC 之间它可以通过 SPI 进行一个通讯 那这个 MCU 的话我们其实可以推荐 TI 我们叫 Hercules 安全的这个 MCU 它可以做 这个芯片本身是个安全的 MCU 然后它用这个电机控制算法 来控制这个马达驱动器 PMIC 的话就是说我们有这个 TPS 多轨的这个电源功能 给这个 MCU 可以供电 多通道的一个电源 然后门驱动系列的话其实就是我们 DRV3000 系列的这个 安全的这个汽车的这个 无刷电机门驱动 它可以驱动四个或者六 六个这个 外置的 MOS 管等于是一个全桥或者是 三个半桥这个 门驱动 然后这个 DRV3000 的话 它也提供这种诊断和保护功能 是针对外面这个 MOS 管的一个诊断和保护功能 同时的话这个 DRV 产品 它可以提供整个系统 这个保护和诊断的一个特点 然后这个芯片本身内部也是带了这个电流 Sensing 就是采样电路的这个功能 那在这个系统里面有些可能哪些一些失效呢 那这里面分这个普通的危害和 可能这个机制 第一个的话就是这个 就转动的这个损失 就转动的这个损失 那转动损失的话可能的机制就是说 要不就是电机线圈短路了或者是 要不是短路要不是开路断开了 MOS 管被烧掉了或者也是被 断开了 那马达驱动这个芯片本身被烧坏了 MCU 失效 电源这个芯片失效 或者说 这里面芯片的一些不正确的一些配置 这里面是有一些可能性 那不期望的一些转动就说 没有意想到的一些转动的话 比如说这个 MCU 熔断了 坏了 那门驱动它的逻辑错位了错乱了 那可能是本来是这样转的突然到这里 经过它翻译以后驱动以后就变坏 那另外的话这里面 这里面 MOS 管阵列里面某个 MOS 管 或者一些 MOS 管被短路了 它也会造成一些意想不到的一些转动 还有一个的话就是说 错误的方向其实跟这个 不希望这个就是没有想到的 这个转动其实是一样的意思 驱动系统怎么样缓解这些失效 那实际上模型的话我们要先对一些对应的策略 那第一个的话就电机线圈的短路或开路的话 就监控这个 MOS 管的流过的电流 然后就关掉这个电源 如果 MOS 管本身的开路短路或损坏的话 我们也是监控这个 MOS 管流过的这个电流 或者说监控 Gate-Source 端的这个电流 如果有异常的话也会把这个 电源给关掉 那马达驱动本身那个损坏的话我们 DRV3000 的话它会检测自己内部的信号 执行一些内部的检测或保护 然后去阻止这个运行 MCU 这个失效的话 就是说在电机驱动芯片上面也会有看门狗 它可以给 MCU 或者是给 PMIC 去 监控 然后如果是这个看门狗失效的话它会去复位 MCU PMIC 的话也是一样就是说这个看门狗去 复位这个 MCU 如果说这个电源掉下来的话 那不正确这个芯片配置的话 它也会通过这个 Checksum 的这个检查 MCU Brownout 的话刚才也讲过 那电机驱动逻辑的一个混乱 或者不对的话就说去监控电机 门驱动这个逻辑这个电压 是欠压还是过压的 然后自我检测这个门驱动的一个 做一些保护 那同样这个安全目标的话 就是不同的这个一些手段 那电机驱动系统的话它其实是 需要的话就是保护这个电机本身 保护这个 MOS 驱动 监控这个 电池端的电压、内部的一些失效 或者是监控系统 MCU 的失效 然后监控这个 PMIC 电源芯片的一个失效 或者是软件和一些配置 那下面的话其实有两种 一个的话就是我们叫做分布式这个 安全构架 另外一个的话是集成式的 那分布式的话比如说这种 PMIC 监控 可能是摆在外面直接对 PMIC 监控 这个是分布式的 那如果集成在我们这个 电机驱动芯片里面那这个是集成的 那 MOS 管这个保护可能是在这个 那 MOS 管这个保护可能是在这个 电机驱动芯片里面 电池的监控是在这里面 安全通信 也是在这个 看门狗的话 那如果是这种集成式的话 也是放在这个电机驱动芯片里面 那如果是分布式的话是摆在外面 然后一些诊断 保护功能也是摆在这个电机驱动芯片里面 还有一些这个 一些 外置的一些运放 一些模拟器件 也是摆在这个电机驱动芯片里面 不管是集成式还是分布式的话 它都能够取得任何这个 ASIL 这个安全等级 那作为一个比较的话 左边是这个分布式这个安全构架 右边是这种集成式的话 它们有哪样的一些优缺点呢 分布式的话通常来说会更便宜一些 但是它增加了这个 系统中的冗余放在这个外面 然后也简单的去直接 采购或者是比较灵活 它也能够可以比如说继续沿用 你以前旧的这些 MCU 或者软件 那不利的地方就是说它增加了 这个系统的复杂程度 然后那个成本的这个 元器件的个数会更多一些 然后就说你开发周期会更长一些 对这种集成这个安全构架来说的好处就是说 对潜在的话会降低这个系统这个复杂程度 进一步降低这个元器件的个数 把这个做的更小然后开发时间会很快 它的缺点的话就是说这个冗余度不是很够 因为很多东西都摆在这个单个芯片上面去 然后它对可能对以前的一些 旧的 MCU 或者软件的话不一定能兼容 然后对一些特别 有些特别的或者定制一些 一些方案的事情的话不是特别好用 所以不管是分布设计我们有不同的料号 分布式的话我们是 DRV3245-Q1 那集成式的话是我们 DRV3201-Q1 或者 DRV3205-Q1，这些都是车规的