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[参考译文] DRV8350R:GHx 信号完整性问题

Guru**** 2483615 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/1551557/drv8350r-question-of-ghx-signal-quailty

器件型号:DRV8350R


工具/软件:

您好! 尊敬的。 TI 团队、

我们目前正在使用 DRV8350RH 栅极驱动器 IC、并且遇到两个问题。

我们配置了用于驱动三相电机的 MOSFET、如下所示、并应用缓冲电路。

首先、我们使用差分探头测量高侧 MOSFET 的 VGS、并附加了测量的波形。

  1. 高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形看起来为方波、但正边沿部分会显示轻微的压摆率。 然而、低侧 MOSFET 的 VGS (GLx) 是没有压摆率的理想方波。
    我们想知道仅高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形在正边沿部分具有轻微压摆率是否正常、以及为什么会出现此压摆区域。

  2. 通过放大高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形(具有压摆率)的正边沿部分、我们会观察到类似火花的小噪声。
    我们想知道消除这种现象的可能方法、发生这种现象的原因、以及如果这种现象持续存在、它可能造成哪些副作用。 (IDRIVE PIN:短接至 GND(最小设置值))

  3. R3、R4 = 1 Ω/R1、R2 = 3 Ω/C1、C2 = 470pF

感谢您一如既往的支持。

此致、

  • 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。

    嗨、Johnson、

    1、高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形看起来为方波、但正边沿部分会显示轻微的压摆率。 然而、低侧 MOSFET 的 VGS (GLx) 是没有压摆率的理想方波。 我们想知道仅高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形在正边沿部分具有轻微压摆率是否正常、以及为什么会出现此压摆区域。

    A — 高侧和低侧 VGS 电压都将在导通和关断期间产生压摆。 是否从 GHx-SHx 测量高侧、从 GLx-GND 测量低侧? 时间标度可能会影响压摆的可见程度。 栅极电流将决定 MOSFET 的转换速度。

    VDS 的上升/下降时间是多少?  

    2.通过放大高侧 MOSFET 的 VGS (GHx) 波形(具有压摆率)的正边沿部分、我们会观察到一个类似于火花的小噪声。
    我们想知道消除这种现象的可能方法、发生这种现象的原因、以及如果这种现象持续存在、它可能造成哪些副作用。 (IDRIVE PIN:短接至 GND(最小设置值))

    A — 这看起来像是 MOSFET 米勒区域附近的噪声。 这是 MOSFET VDS 压摆的区域。 您能否在上升和下降时获取 GHx-GND、SHX-GND 和 VGS 的波形? SHx 上可能会产生开关噪声、这可能会耦合到 VGS 电压中。

    我很好奇、此项目的电池电压和应用是什么?

    此致、
    Akshay

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    亲爱的 Akshay

    1、I 测量的 VGS 为 GHX-SHx 和 GLx-GND。

    但是、 我不太理解这句话的含义:“时间标度可能会影响看到的压摆率。“
    您能用更简单的术语解释一下吗?

    2.稍后我将告诉您有关  GHx-GND、SHX-GND 和 VGS 上升和下降波形的信息。

    3、电瓶电压:48V  

    应用是 机械手(上 7 轴)中的执行器(电机)

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    嗨、Johnson、

    1) 如果波形太缩小、则下降的短时间可能不会显示压摆。 这也是一种仿真吗?
     如果可能、我想查看实际硬件的波形。

    2) 听起来不错,谢谢。

    3) 感谢背景。

    此致、

    Akshay

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    尊敬的。 Akshay、

    1. 该波形是实际波形的手动表示。 由于防火墙的原因、我无法连接真实的捕获波形。 我试图尽可能地接近它,我恳请你对此的理解。
      我们的控制频率约为 20kHz、我们将执行电流控制。
      我们在示波器上以相同的时间标度测量了 GHx–SHx 和 GLx–GND、只有 GHx–SHx 显示了压摆率、与我之前分享的波形类似。
      另一方面、GLx–GND 几乎是完美的方波。

    2. 请参阅随附的波形图。

    3. 我还有一个问题。
      我们的输入电压为 48V、当我们驱动电机时、测量结果如下:

    • GHx–GND 波形电压电平显示为大约 60V、

    •  波形的 SHx–GND 电压电平约为 51V、

    •   波形的 GHx–SHx 电压电平约为 11V

    每个波形具有不同电压电平的原因似乎是基准点不同。 不过、由于输入电压为 48V、我预计 GHx–GND 和 SHx–GND 的测量值均为 48V 左右。我想了解为什么它们都是以这种方式测量的。

    < GHx - SHx 详细信息>

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    嗨、Johnson、

    我将回顾并力求明天提供反馈。

    谢谢、

    Akshay

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    嗨、Johnson、

    您可以更正由于测量的点不同而看到的不同电压。

    理想系统:

    电池 — 48V

    HS MOSFET — 关断状态

    GHx - GND ~ 48V

    SHX-GND ~ 48V(漏电流可能会影响实际电压)、但 GHx 在 SHx 和 SHx 上浮动、通过 MOSFET 的体二极管达到 Vdrain

    VGS (GHx-SHx)= 0V

    https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1241308/faq-why-do-shx-and-ghx-float?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=faq%3Atrue

    为了导通 HS FET、栅极需要高于源极电压。 我们的电荷泵输出约为 12V

    因此、当 HS MOSFET — 导通状态时

    GHx-GND - 48+ 12 ~60V

    SHx - GND - 48V

    VGS -~12V

    由于测量点、噪声、电池电压变化、这些可能不完全相同、但足够接近预期值。

    ...

    就您在 GHx-SHx 上看到的噪声而言、噪声似乎位于米勒平坦区域电压周围。 MOSFET 发生 VDS 压摆的位置是米勒平坦区、在这种情况下、有一个电压轨、该噪声可根据存在的布局/寄生电容耦合到米勒区域中。 为了降低幅度、您可以尝试使用较低的栅极电流来降低压摆率。 (快速开关应用的目标值约为 200ns、用于 VDS 压摆。

     【常见问题解答】选择合适的 IDRIVE 设置及其重要性 

    ...

    机器人技术是我们关注的主要焦点、因此如果您有更多资源、我很乐意举办一次会议来了解更多信息/解决这些问题。 如果您有兴趣使用它、请告诉我。

    此致、

    Akshay