DRV8301使用中遇到的问题

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在使用drv8301驱动BLDC时,自己做的PCB板出现蛮多问题,向大家求助。

1、24v供电,霍尔信号采用中断方式,stm32产生6步PWM 、H-PWM_L-ON模式,SPI寄存器默认配置,占空比百分20,pwm频率20K,没有接电机线时单片机输出           正 常的6步PWM信号,

当我接上100W的BLDC时,电机此时会转,但是fault信号一直被拉低又被拉高,如图1。ibb.co/hJP75A,蓝色是某一路霍尔信号,黄色是fault信号。

虽然电机会转,但是当我用手抓住电机轴时(给的转速不快),电机会突然停下,fault信号灯一直亮(用示波器看其实是快速的高低电平切换,只是低电平的时间很长),应该不是过流,因为刚捏住时电流最大也才0.2A,停下时电流就0.03A(drv8301关闭输出),寄存器默认的VDS=0.403A,MOS的导通电阻是10mΩ,也就是大概有40A电流才会过流报警。

fault被一直拉低时,我的SPI读回来的状态寄存器都是错的,都是0x000。然后我用顺着电机转动方向转动电机轴(霍尔换相,产生新的PWM信号),此时fault信号变回上图1的波形,电机又开始转了。

这个过程中我测试了单片机的输出,没接电机时下桥臂的信号是完整的高电平,当我接上电机线后,发现本来应该满占空比的信号,出现了一个低电平费解,难道是因为我没有做隔离吗?。如图2、ibb.co/ny3s5A。这个问题困扰了蛮久的,不知道哪里出问题了,有点怀疑是boost电容没充上电,但是不知道如何确定和测试。

2、然后我接上了另外一个电机,350W的带减速齿的轮毂电机,一上电就直接fault灯一直亮(快速的高低电平切换,高电平只有很小的一段时间),电机也不会转,程控电源输出的电流很小,总共加上单片机才0.03A,也就是无输出的状态。

3、电压的纹波很大,接上电机时PVDD最大时有1v的纹波,drv8301的开关电源输出3.3v,也有500-600mv的纹波。

4、附上我的原理图,https://ibb.co/i4r7oV。

  • 好像图片都看不到哦。
    一些debug建议:
    1. 看一下霍尔时序与输出是否对应。
    2. nFault报错时,读fault registers看一下能否定为错误原因。
    3. Bootstrap电路,在启动前,下管应该做小Duty的PWM,进行预充电。
    4. 应该避免长时间100% Duty工作。
    5. 监测BST电容电压看是否存在电压异常跌落。
  • 看不了。论坛可以上传图片。
  •  图一

    图二

    图三

  • 我试了一下H-ON_L-PWM模式,在没有接电机线时,A相G-H-A有28v G-L-A有0V左右,S-H-A有24v,B相G-L-B稳定的方波,G-H-B 在0V左右,看上去和我的时序很吻合,但是,一旦我接上电机线,就出现之前的现象,fault一直被拉低又拉高,电机不转,我测了B相的输出波形,G-L-B本来应该是连续的方波,但是只有2个PWM周期后就消失了,G-H-B和S-H-B之间的电压应该是0v,确实是0v,但是波形也在两个PWM周期后消失了。

    如图黄色是G-H-B,蓝色是S-H-A,两个波形基本重合,基本为0V,但是就是一在一个pWM周期后消失了,估计是哪里出了问题,然后fault报错了停止输出了。

  • 我今天测试了下,100W的电机空载转动时很稳定(我把G级的10Ω电阻换成了33Ω,空载就不会出现之前的一直有fault信号被拉低),只是会有1_nOCTW被偶然的拉低,当我手稍微阻拦电机轴时,又出现了fault信号,而且我还看到了CP2引脚出现电压掉落,和fault信号失同步的。是不是因为CP2电压掉落引起fault拉低还是出现故障fault拉低使得CP2电压跌落,如图, ,蓝色是CP2,黄色是fault信号。

    还有就是我现在转100W的小电机是上面的情况,当我接350W的轮毂电机时(同样的代码和硬件),他一直有fault信号被拉低,转起来卡顿的电流很大,当我查看单片机PWM输出的信号时,发现本来输出的是满占空比,结果出现 了很多被拉低的脉冲,这个是因为接的电机功率太大产生了干扰吗?如果是应该采取哪些措施来减少这种干扰。单片机输出的PWM信号直接接到了drv8301的输入引脚。

  • 如你所述,存在Bootstrap电容电压跌落的情况。那么比较可能的原因就是没有预充电,或者PWM占空比长期高于90%。当这个电压下降时,触发Fault保护。
    另外,也请检查:
    霍尔的时序和控制时序,Deadtime的设定。如果有存在Shoot-through的可能性,也会被Fault关断。
  • lz问题原因找到了吗?我也遇到了类似的问题。但是感觉PWM不输出和CP2电压低,都是nFault出现以后才造成的,像是nFault关闭了这些功能
  • 你们这些问题解决了吗