[参考译文] TMS320F28069M：电机噪声和栅极驱动

您好！

我写信告诉您、C2000团队成员已被分配到此帖子、应该很快回答。

此致、
Elizabeth

遗憾的是、栅极驱动器可能会在电流或电压采样上产生更多噪声、这将影响电机控制性能、即使电机运行不好。 您必须优化 PCB 布局设计、或添加与栅极驱动电阻并联的二极管+电阻器、或更改电流或电压采样滤波器参数。

我对电力电子硬件设计肯定比软件方面更熟悉。 因此、我认为我的布局相当好(当然不是完美的)、我已经做了很多布局更改、以使设计相对无噪声。 但是、我在这里发现了一些缺点、我希望在不进行实质性布局更改的情况下解决它、因为我已经在布局中投入了大量精力、我不确定我还能做些什么。

如果您对布局实践有任何有助于解决这种噪声的重要建议、请告诉我、但我可能已经完成了大部分建议。

至于二极管+电阻器、我的设计中已经有这些。 我最好奇的是、您说过"更改电流或电压采样滤波器参数"。 您的具体意思是什么？ 我的电流感应上有一个3dB 频率约为100kHz 的低通滤波器(这样它不会损坏我的电流反馈信号、而是滤除高频噪声)、我的电压感应上的滤波器受电压滤波器极点的 Instaspin 要求的限制。 您能否就您在这里的含义提供更多指导？

您的 PWM 频率和电机最大频率是多少？

100kHz 的电流低通滤波器很可能会导致噪声/采样问题。如果您的问题与负载有关、而不是与高速有关、您可以尝试将滤波器降低至可能~ 10kHz、看看这是否会产生影响。  

在这样高截止频率下、由于实际采样时刻与 PWM 时序相关、特定通道在特定占空比/电机角度/电机速度下的采样时刻存在混叠/谐振图形的风险。 示波器/硬件测量比较复杂(并且可能会更改您的系统...)，因此请尝试输出/记录实际的 ADC 结果值以进行分析。

在我自己的硬件上、为了进行验证/测试、我在一个相位电流上以(例如).k 4~5 Ω x PWM 频率的非同步采样率运行一个单独的定时器/额外的 ADC 采样、以检查谐振问题。

我希望这对您有所帮助、

哈里

我的 PWM 频率为14kHz。  我正在尝试将其保持在"低"水平、以降低开关损耗。

我的电机最大转速为2600 RPM，这是在42极电机上，因此电机最大电频率为(2600/60)*21 = 910 Hz。

我选择电流感应线路上的滤波极点为~100kHz、因为我想抑制高频噪声、但我将该极点保持在最大电机电频率的大约二十年以上、以避免感应电流信号中的相位延迟问题。  如果我改为选择10kHz 作为电流感应信号低通滤波的极点、那么在电机最大速度下、电机的电频率仅比低通滤波器3dB 频率(910/10、000)低大约十倍频、 这将在电流感应信号中产生大约~5度的相位延迟。

问题是：如果我有一个更激进的滤波器、例如我刚才提到的10kHz 示例、那么三个电流感测信号(最大 RPM)中的相移是否可能会导致控制问题？

至于 ADC 记录、我设置了一组循环缓冲器来捕获 ADC 值。 我将尝试对其进行设置、以查看我是否可以捕获这些奇数控制事件之一。 也许您对混叠很正确。

关于附加计时器、希望这很简单。  我将深入研究、但如果您有任何可能会带来更好结果的实施建议、我希望听到这些建议。

非常感谢！

尊敬的 Chris：

已知您的电频率高达910Hz、PWM 频率为14kHz、每一个正弦波的步长都不到16步、这会产生噪声电压波形。

更高的栅极驱动电阻将使电压信号变得平滑。 降低电阻最终会产生更尖锐的电压信号、其中包含更多高频谐波、这可能是噪声的来源。

您在加速期间保持了更高的噪声、这可能与加速期间的更高电流/扭矩有关。 当电机处于恒定速度时、您可以尝试施加一些摩擦/负载、看看您是否可以听到相同的噪声。

另一个需要注意的问题是噪声的间距是否与电机转速有关。

此致、
韩文