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[参考译文] DRV8300-Q1:48 –60MHz 时的发射问题

Guru**** 2531210 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1531331/drv8300-q1-emission-issues-at-48-60mhz

器件型号:DRV8100-Q1


工具/软件:

我目前在定制的单通道 BLDC 电机驱动器上使用 DRV800-Q1。

在对辐射发射进行测试时、我观察到了 48MHz 处的一些峰值。

驱动电机时、只会观察到这种噪音、因此我怀疑驱动器 电路会发出噪音。

我在下面有发射观察结果、

 我可以获得一些有关如何处理这种排放问题的帮助吗?

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    嗨、Praveen、

     

    通常、对于与电机开关相关的噪声、我们在 PWM 频率的谐波上看到它。
    您如何能够确认它不是来自 MCU 等其他板载组件?

    对于电机驱动器而言、通常使用栅极电阻器来降低栅极驱动电流(控制压摆率)会有所帮助。

    此致、

    Akshay

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    嗨、Akshay、感谢您的答复。

    我们测试了 PCB、并观察到仅在发出驱动电机的命令时才会观察到上述噪声尖峰。 向驱动器提供 0RPM 时、不会观察到任何噪音。

    我们使用 22R 电阻器作为具有 38nC 栅极电荷的 N 沟道 MOSFET 的栅极电阻器。 在空载条件下(未连接电机)、我观察到上升时间为 60ns。

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    嗨、Praveen、

     通常、对于与电机开关相关的噪声、我们在 PWM 频率的谐波上看到它。

    我在我的文章中对此进行了分析:

    https://www.researchgate.net/publication/342304448_The_PWM_dithering_of_BLDC-motor

    此致

    zbynoB

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    嗨、Praveen、

    60ns VDS 压摆非常快。 通常、我们建议在快速开关应用中使用 200nS 压摆率。 在一到两个开关周期内、是否存在 GHx、SHx 的波形?

    此致、

    Akshay

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    1.请在下面找到波形,

    GHA

    SHA.

    GLA

    我有以下问题:

    1、为什么高侧只有 8ns、低侧的上升时间为 228ns。

    2.我根据 7 步程序 (https://www.ti.com/document-viewer/lit/html/SSZTBC7) 中的说明尝试使用缓冲器。 但观察到、通过添加缓冲器振幅、振铃噪声正在增加。

    不带缓冲器 (6.4V)、

     C1 = 94pF (10.4V)

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    嗨、Praveen、

    对于与 Idrive 相关的压摆率、我们指的是 SHx、而不是 GHx 或 GLx。 波形显示~5ns、这是难以置信的快、我建议增加栅极电阻器以调谐到 100-200ns 之间的值并减少振铃。 似乎您得到了 15V 的过冲。

    您的电机电压是多少(60V?)、您的 GVDD 电压是多少?

    此外、您似乎正在测量 GHx 电压相对于 GND、而不是 SHx。

    请参考以下有关缓冲器大小调整的指南:

    电机驱动 RC 缓冲器大小调整常见问题解答:

    https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/991693/faq-proper-rc-snubber-design-for-motor-drivers

    此致、
    Akshay

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    1、电源电压高达 58.8V,电机兼容。

    2.使用的 GVDD 为 18.5V

    3. GHx 相对于 SHx、

    4.我按照提供的链接,但在添加 C1 电容器时,振铃频率降低,导致频率比小于 1。 因此计算出的最终电容器为负。

    5.我尝试将栅极电阻器从 22R 增加到 60R、下面是 GHx、

    我不知道 GHx 中为什么相对于 SHx 会有噪声、

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    嗨、Praveen、

    感谢您提供的波形。

    栅极电阻的增加似乎降低了导通时的噪声。 我怀疑噪声源处有另一个相位开关。 您是否能够确认这一点?

    此致、

    Akshay

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    一次只存在 GHx 中的一个。 它们不会重叠。 请查看下面提供的 SHA 和 SHB、

    INH1 和 INH2 如下

    INH2 和 INH3 如下

    注意:

    都不会同时打开任何高侧开关。 此外、低侧控制 在霍尔状态 高电平的相应持续时间 (100%) 内被赋予为连续高电平、而不是在具有占空比的 PWM 内被赋予。

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    嗨、Praveen、

    让我回顾一下波形、然后返回给您。

    此致、
    Akshay

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    嘿、Akshay、

    您是否能够从波形中找出问题?

    此致、
    Praveen

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    嗨、Praveen、

    还没有。 我的目标是提供星期二的反馈。

    谢谢、

    Akshay

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    嗨、Praveen、

    在 PCB 的哪个位置测量 GHx 和 SHx、 它们是在驱动器引脚还是 MOSFET 上获取的?

    在该测量中、中间的振铃可能来自同相位 SHx 的快速压摆(噪声存在于米勒区域附近,此时会发生 VDS 压摆)。 因此、建议使用较大的栅极电阻来降低压摆率。  

    此外、对于 RC 缓冲器、您可能需要反复使用这些值、以找到理想的解决方案。

    SHx 导通时的电压过冲和振铃可能会导致 48 –60MHz 噪声。  

    还请注意、如果这符合您的 MOSFET 规格、在 18V 时使用 GVDD 将会导致 18V 作为栅极驱动电压? 我们看到的大多数应用都是使用 GVDD 为 12V、这足以充分增强栅极、但不足以损坏 MOSFET。 您是否可以提供 MOSFET 数据表/原理图?

    此致、

    Akshay

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    嘿、Akshay、

    很抱歉、延迟的回复。

    1.记录的波形在 MOSFET 引脚上。

    2.电阻从 60R 增加到 75R、噪声没有变化、有效总上升时间从 550ns 增加到 40ns、但噪声仍然不变。 以下是使用 75R 栅极电阻器时 GHx 与 SHx 的关系、

    3.如下图所示,60R 的振铃大幅减少,

    MOSFET 栅极电压高达 20V、因此使用了 18V GVDD。

    5、使用的 MOSFET 是  NVMFS6H824NT1G

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    嗨、Praveen、

    1) 驱动器引脚上的瞬态可能更糟、因为 MOSFET 的电容将有助于消除尖峰。 为了测量强度和驱动器绝对最大值、建议在耦合的驱动器 GND 引脚上进行测量。

    2)/3) 请测量 SHx 上的上升时间、我们 可以看到 SHx((VDS 压摆)仍会在 20ns 内发生、此时建议 200(上升)/100(下降)ns 以实现快速开关。

    4/5) 感谢您的信息。 20V 是 MOSFET 的绝对最大值、我建议在 GVDD 上使用 12V。

    此致、

    Akshay

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    1.请查看以下 SHA 引脚相对于驱动器 GND 的上升时间。

    2.此外,如果我们进一步增加栅极电阻,就不可能发生击穿。 目前、在 50us PWM 时间段内、GHx 相对于 SHx 约为 550ns。

    尽管栅极上升时间为 550ns、但我知道 SHx 的上升时间为 9.2ns。 但为了实现这一点、我可能需要使用 500R 甚至 1k 的电阻、这听起来好像并不正确。

    3.此外、我不理解为什么我们需要在驱动器端查看 GHx 或 GLx 的值、因为无法在该位置看到栅极电阻的影响。

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    嗨、Praveen、

    1) 谢谢、是的、压摆率非常快、不建议使用。 MOSFET QG 非常小、可实现快速压摆。

    2) 您是否看到 GHx 和 GLx 重叠? 该器件内置跨导保护功能。

    在不增加栅极电阻的情况下增加压摆时间的一个选项是增加局部 MOSFET 栅极电容。 我将附加两个计算器、让您估算栅极电阻和 MOSFET CGD 以实现所需的压摆率时间。 请输入您的值并获取建议值。 我还建议使用 12V GVDD.e2e.ti.com/.../Cgd-MOSFET-switching-calculator-local.xlsxe2e.ti.com/.../Gate-Resistor-Calculator-General-local.xlsx

    3) 我要求引脚上的波形是因为我担心瞬态和绝对最大值违规。 我们需要它尽可能靠近引脚、看看它们是否违反基于驱动器引脚的器件额定值。 有时、您会在驱动器引脚上看到绝对最大值违例、但由于 MOSEFT 的电容增加、它不会出现在 MOSFET 中。

    此致、

    Akshay