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[参考译文] DRV8889-Q1:输出电流

Guru**** 2513185 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8889-Q1EVM, DRV8889-Q1

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/1550140/drv8889-q1-output-current

器件型号:DRV8889-Q1


工具/软件:

您好 TI 团队


设置 PPS:200
微步进:32
电流:200mA
1.测试输出端 AOUUT+并观察输出电流,我发现波形显示每个步骤的各个条(如红色框所示)。 造成这种现象的原因是什么? 如何解释这种现象?
2.当电机运行时,我故意使其失速。 观察输出电压和电流、没有异常。 我该怎么解释?
3、操作过程中,如何检测电动机何时因电阻而失速? 除了失速检测方法外、是否还有任何其他参数可用作指示器?

  • 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。

    尊敬的 Hung:

    感谢您的问题。

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current 测试输出端子 AOUUT+并观察输出电流、我发现波形显示了每个阶跃的各个条形(如红色框中所示)。 造成这种现象的原因是什么? 如何解释这种现象?

    这是正常的预期波形。 对于每个阶跃/微步进、使用 tON 和 tOFF 斩波来调节电流电平。 这会导致微步进电流电平的斩波频率处出现小纹波。 如果进一步放大、您将观察到微步进内有多个 tON 和 tOFF 斩波周期。  

      

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current 在电机运行时、我特意使其失速。 观察输出电压和电流、没有异常。 如何解释?

    这就是步进电机的行为方式。 无论负载如何、电流都将始终相同、这与有刷直流电机不同、后者的失速电流将显著增加。 在较高的速度下、当电机失速时、电流波形实际上会得到改善、因为不会有反电动势。  

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current 如何检测运行过程中电机何时因电阻而失速? 除了失速检测方法外、是否有任何其他参数可用作指示器?

    失速时、其反电动势将变为 0。 但是、线圈会持续驱动、因此测量步进电机的 BEMF 并不容易。 这就是失速检测使用特殊算法来间接观察 BEMF 的影响的原因。 请参阅该应用手册 https://www.ti.com/lit/an/slvaei3/slvaei3.pdf。 谢谢你。

    此致、Murugavel   

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    您好团队

    1.如何根据以下数据计算出 DAC 输出电压 500mV? 它是根据测量值还是根据 TRQ_COUNT 值 38 计算得出的? 38*12.89mv = 489mV?
    2.通过读取整个器件的平均 TRQ_COUNT 值获得的 TRQ_COUNT 值吗? 还是可以通过信号测量来计算? 如何获得 TRQ_COUNT 值?
    3、目前整个器件的 TRQ_COUNT 平均值约为 15-20、检测失速的范围相对较小。 是否有任何方法可以增加平均 TRQ_COUNT 值?
    当前 VREF 设置为 0.72V、实际工作电流为 200mA。

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    你好、团队

          

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    尊敬的 Hung:

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5968902 如何根据以下数据计算出 500mV 的 DAC 输出电压? 它是根据测量值还是根据 TRQ_COUNT 值 38 计算得出的? 38*12.89mv = 489mV?

    我假设这个问题是关于 DRV8889-Q1EVM 中的 DAC 输出的、对吗? 当扭矩计数为 255 时、DAC 输出 3.3V 电压、这是满量程。 因此扭矩计数为 (VDAC/3.3)* 255。 因此、当 VDAC = 500mV 时、扭矩计数将在 39 左右为 (0.5/3.3)* 255。   

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5968902 通过读取整个器件的平均 TRQ_COUNT 值获得的 TRQ_COUNT 值吗? 还是可以通过信号测量来计算? 如何获得 TRQ_COUNT 值?

    扭矩计数是 CTRL7 寄存器的值。 它会在 B 线圈电流正弦波的每个电半周期过零时在内部更新。  

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5968902 目前、整个器件的平均 TRQ_COUNT 值约为 15-20、这是一个检测失速的相对较小范围。 是否有任何方法可以增加平均 TRQ_COUNT 值?
    目前、VREF 设置为 0.72V、实际工作电流为 200mA。[/报价]

    如果步进电机的 DCR 电阻高于 10Ω 、则扭矩计数可能会更低、尤其是在电机以较慢的速度运行时。 如果电机电流减小一点点或转速稍微增加、扭矩计数可能会增加。 如果您使用的是 1/16 或 1/32 步进模式、还可以尝试使用 1/8 步进模式。 否则、您可能必须使用 DCR 较低的步进电机。 如有进一步的问题、请分享步进电机数据表、步进速率 PPS 或 Hz、微步进设置、VM 电源电压。 谢谢你。

    此致、Murugavel  

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    您好 TI 团队

    我们的电机规格如下:
    电阻:20±7%M Ω Ω
    最小值 起始脉率:700Hz
    最小值 响应脉冲速率:1000Hz
    拉出扭矩:49mN·m
    电感:6mH
    电压:12V
    令人兴奋的方法:2 相 — 2 相
    激动人心模式:双极

    1.我当前正在尝试增大 IFS、结果表明 TRQ_COUNT 会随着电流的增加而增加。 我保持所有其他条件不变、我正在尝试更改这个变量。 这是合理的吗? 为什么 TRQ_COUNT 会随电流增加? 您能解释一下背后的理论吗?
    2.我目前正在尝试增加 PPS、结果表明 TRQ_COUNT 随着 PPS 的增加而增加。 我保持所有其他条件不变、我正在尝试更改这个变量。 这是合理的吗? 为什么 TRQ_COUNT 会随着 PPS 增加? 您能解释一下背后的理论吗?
    3.我目前正在尝试增加微步数。 测试表明、TRQ_COUNT 会随着 PPS 的增加而降低、即使在 256 微步进下达到 0 也是如此。 所有其他条件均保持不变。 我知道这可能是由于切割过度精细和电阻过高、从而导致失速检测。 您能解释一下基本机制吗?
    4.目前 WHUD 开发出现问题。 在用户使用过程中、电机可能会出现不同步情况、从而导致眼图发生偏移。 我们怀疑这可能是由于电阻增加所致、原因未知。 因此、我们想监控 TRQ_COUNT 以确定是否存在电阻、如果有、则将其复位为零。 这是一种合适的方法吗? 对于解决此同步丢失问题、您有什么建议吗?

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    尊敬的 Hung:

    感谢您提供电机规格和其他信息。 电动机的 DCR 高于 10Ω 。好消息是、它并非完全超出失速检测范围。  请参阅我以前的某个帖子中未分享的应用程序。 失速检测扭矩计数间接查看电机的 BEMF。 电机的 BEMF 影响智能调优纹波控制 STRC 衰减模式下电流调节的 tOFF 时间。 为了获得良好的扭矩计数、每个微步进必须有几个 tOFF 周期用于内部计算。 记住这一点、让我们看看您遇到的问题。

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5971098 当前我正在尝试增大 IFS、结果表明 TRQ_COUNT 会随着电流的增加而增加。 我保持所有其他条件不变、我正在尝试更改这个变量。 这是合理的吗? 为什么 TRQ_COUNT 会随电流增加? 您能解释一下背后的理论吗?

    如应用手册中所述、扭矩计数反映了负载扭矩。 负载扭矩会影响电流 正弦波和 BEMF 正弦波之间的相位差。 在最小负载扭矩下、相位差将接近 90° 。 如果扭矩计数随着电流的增加而增加 、则表明磁通不是之前的最大值、并且仍然有增大电机扭矩的空间。 达到该点后、电流增加可能不起作用、如果过高而无法影响 tON 和 tOFF 时间、甚至可能减少扭矩计数。 您可以识别电机的甜点和设置机制、并针对空载条件优化扭矩计数。

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5971098 目前我正在尝试增加 PPS、结果表明 TRQ_COUNT 会随着 PPS 的增加而增加。 我保持所有其他条件不变、我正在尝试更改这个变量。 这是合理的吗? 为什么 TRQ_COUNT 会随着 PPS 增加? 您能解释一下背后的理论吗?

    随着 PPS 的增加、电机运行速度更快、从而产生振幅更高的 BEMF。 BEMF 的更好 SNR 有助于扭矩计数计算。 随着 PPS 进一步增加、每个微步进的时间将减少、每个微步进可用的 tOFF 周期数可能显著减少、扭矩计数将开始减少。 您可以确定电机的最佳转速、以获得最佳的空载扭矩计数。 这也可能会受到 VM 电压的影响。  

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5971098 我目前正在尝试增加微步进数量。 测试表明、TRQ_COUNT 会随着 PPS 的增加而降低、即使在 256 微步进下达到 0 也是如此。 所有其他条件均保持不变。 我知道这可能是由于切割过度精细和电阻过高、从而导致失速检测。 您能解释一下基本机制吗?

    没错。 更精细的微步进意味着每个微步进的 tOFF 周期数减少、从而导致计算数据不足。 在 128 左右及以上、计数可能会变为 0。

    [quote userid=“564173" url="“ url="~“~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1550140/drv8889-q1-output-current/5971098 我们目前在 WHUD 开发中遇到问题。 在用户使用过程中、电机可能会出现不同步情况、从而导致眼图发生偏移。 我们怀疑这可能是由于电阻增加所致、原因未知。 因此、我们想监控 TRQ_COUNT 以确定是否存在电阻、如果有、则将其复位为零。 这是一种合适的方法吗? 对于解决此同步丢失问题、您有什么建议吗?

    您是否描述了电机静止时的位置损失? 这可能意味着保持扭矩不足。 当电机保持在正确位置时、线圈需要一些电流来提供足够的制动力、以避免电机轴打滑。

    如果在电机运行时发生这种情况、则可以通过失速检测来检测、因为此时扭矩计数将减少。 如果发生这种情况、重置为零位置将重新获得已知位置、是的。 谢谢你。

    此致、Murugavel  

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    您好团队

          1.对于下图中测量的反电动势、我们如何知道 Q2 和 Q1 处于平衡状态? 以及如何知道 Q2 的反电动势           是否大于 Q1 的?

          反电动势测试方法是否为标准测试方法?

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    尊敬的 Hung:

    BEMF 将是一个正弦波、在下图片段中表示为蓝色迹线。 在步进电机中、BEMF 与相应线圈电流波形的相位差有明显关系。 这种相位差也称为负载角。 负载角度间接代表电机上的负载扭矩。 这是步进电机的一个特性。 DRV8889-Q1 失速检测使用该属性来检测电机失速。  

    请参阅 应用手册的第 4.1 节“算法详细信息“。 我们在这些象限内使用 TOFF 测量值来测量负载角度、从而计算扭矩计数。 谢谢你。

    此致、Murugavel  

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    您好团队

    感谢您耐心响应。
    1.我已将输入电压调整到 9V 和 16V、或者增大了输入电流、并注意到在测量 AOUT A 通道上相对于接地的电压时、这些变化会影响开通时间(如下面的红色框所示)。 您能解释一下这个原则吗?

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    尊敬的 Hung:

    当然!  

    这是由于流经线圈 L 和 R series 电路的电流及其时间常数和电源电压造成的。 当驱动器的电源电压为 VM 时、通过电阻 R 为 (VM/R) 的线圈的稳态直流电流为 (VM/R)、当线圈导通时、线圈中的电流将根据该稳态电流上升 (TON)、L/R 时间常数 τ 和由 VREF 电压设置的 Itrip 电流电平。  

    根据电路理论、使用时间常数 L/R 的电感器电流公式(可在互联网或电路教科书中找到)、可以计算时间吨。 为方便起见、我将在此处复制它(请参阅下面的公式)。 将 V 替换为 τ、步进电机的 R 电阻、I TRIP 电流设置 t 为 ton、Δ t 是电机线圈 (L/R) 的时间常数。 使用此公式、您可以看到当 VM 增加时、吨数将减少、反之亦然。  

    公式:
    在充电期间、作为时间 (t)τ 的函数的电流 (I) 由下式给出:I =(V/R)(1 - e^(-t/t))。  
     
    此致、Murugavel  
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    尊敬的 TI 团队

           1.我们如何测量和验证以下曲线?

           2.开路负载检测在机器通电后立即执行、且在发出该步骤之前执行。 执行该步骤后、打开           不执行负载检测。 这是正确的吗?

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    尊敬的 Hung:

    1.我们如何测量和验证以下曲线?

    我想您的问题是关于失速检测、您想了解如何测量 BEMF 来检测失速、对吗? 我们使用智能调优纹波控制衰减模式、该模式提供与 BEMF 电压相关的可变 tOFF。 本应用手册 https://www.ti.com/lit/an/slvaei3/slvaei3.pdf 对此进行了介绍

    2.在机器通电并发出该步骤之前立即执行开路负载检测。 执行该步骤后、打开           不执行负载检测。 这是正确的吗?

    无论是在启用输出时、还是在电机运行时施加阶跃脉冲期间、都会执行开路负载 OL 检测。 这就是为什么电机不能在 STEP 脉冲= 0 且其中一个绕组为 0 时停止。 请参阅下面的。 谢谢你。

    此致、Murugavel