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[参考译文] DRV8353:VGS 不是永久性故障

Guru**** 2680595 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/1594498/drv8353-vgs-not-permanent-fault

器件型号: DRV8353

你好!

我正在努力使用来检测我通常在设计中看到的故障的根本原因 DRV8353SRTAR 司机和我想在这里打开问题,希望你可以帮助我:)

环境中

以便为我要测试的设计添加一些背景信息。 我在 6PWM 模式下使用驱动器、即 6PWM 信号从外部 MCU 传输到驱动器、以管理发送到 MOSFET 栅极的 GHx 和 GLx 信号。  

我要驱动的 MOSFET 为 6 NTMFS4D0N08X (https://www.onsemi.jp/download/data-sheet/pdf/ntmfs4d0n08x-d.pdf)  

驱动器原理图如下:

image.png

其中、MOSFET 栅极直接连接到 GHx 和 GLx 引脚、驱动器和栅极之间没有任何元件(没有电阻器或任何其他电阻器)。

B+信号是 48V 信号。

运行信号是来自 MCU 的数字 I/O、用于启用驱动器。

电路的 MOSFET 部分如下所示:

image.png

错误是什么?

我通常会看到以下错误:GDUV + VGS_LB 故障+ GDF  

这些错误何时发生?

我第一次看到错误会有所不同。 我还找不到任何模式。 可以是在移动电机时、也可以是在开始电机移动之前。 其中一些 (VGS_FAULT) 不是永久性错误、而其他 (GDUV) 是永久性错误。

故障排除

我正在分析导致驱动程序死亡的根本原因。 获得永久性错误 GDUV 后、仅更换驱动程序即可解决问题。 现在、我正在分析 VGS 故障 PCB 并将波形与 OK PCB 进行比较。 到目前为止、我得到了这个。

  • 上电

我尝试了为两个 PCB 上电、运行相同的固件并监控 VM 和 FAULT 引脚、但没有发现任何差异。

(良好的 PCB)

image.png

(PCB 故障)

image.png

因此、我监测了启动序列、监测以下信号:

Ch4:运行

CH3:VGLS

Ch2:虚拟机

CH1:VCP

正常的 PCB 如下所示:

image.png

和故障 PCB:

image.png

我看不到它们之间有什么区别。 所有监视值似乎都在预期范围内。

然后、我执行了一些测试、启动 PWM 信号并监测了阶段 1。

我监测了低侧开关和高侧开关。 测量的信号分配如下:

Ch4:-

CH3:PWML1

CH2:nFault

CH1:GL1

而良好 PCB 的结果如下:

image.png

放大脉冲:

image.png

现在测量高侧:

Ch4:-

CH3:PWMH1

CH2:nFault

CH1:GH1(以 GND 为基准)

image.png

放大脉冲:

image.png

(第 1 部分)

 

  • 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。

    现在、测量有故障电路板的高侧、我得到了以下波形:

    我可以看到在接收到 PWM 之前 GH 信号的初始低电平开关丢失。 GH 信号永远不会达到 58V、就像在突变期间良好的 PCB 中发生的情况一样。 FAULT 引脚置为低电平有效、并且正确接收 PWM 信号。 ENABLE 引脚始终为高电平。

    您能猜到发生了什么错误吗? 我可以执行哪些测试来确定问题的根本原因?

  • 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。

    嘿、Alberto、

    感谢您问这个问题。 请给我一些时间进行回顾。

    此致、

    Akshay

  • 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。

    嘿、Alberto、

    您的系统中使用的 IDrive 设置是什么?


    观察 GHx 绝对最小值骤降、我担心 MOSFET 的开关速度非常快。 这可能会导致绝对最大值违规、从而导致某些驱动器中出现损坏。

    有关如何选择合适的 IDRIVE 设置您的 MOSFET 的常见问题解答:  【常见问题解答】选择合适的 IDRIVE 设置及其重要性 

    此致、
    Akshay

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    你好 Akshay!! 我们已将 IDrive 配置为最小值(对于 IDrive P 为 50mA、对于 IDrive N 为<xmt-block1> 100mA</xmt-block>) SPI 100mA SPI 寄存) 寄存器中的值对于 IDRIVEP_HS 为 0b0001、对于 IDRIVEN_HS 为 0b0001。 我在数据表中看到、IDRIVEP_HS 和 IDRIVEN_HS 的值 0b0000 与 0b0001 相同、是否正确?  

    我还尝试在驱动器的 GHx 引脚和 MOSFET 的栅极端子之间添加几个串联的电阻器。 添加一个 100 Ω 的串联电阻时、我得到这个突变波形。

    如您所见、开关速度慢得多、 下冲减少、但我可以在 PWM 启动之前在除第一个突变之外的所有突变中看到这个波形。 然后,我看到的所有开关都是“平滑“如上面的 pic。

    第一个开关波形就是这个、就像没有串联电阻器一样 但我不知道为什么...

    有什么想法吗?

    是否有办法在不需要外部电阻的情况下减慢所有开关速度? 第一个开关呢? 为什么这与其他选项不同?

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    嘿、Alberto、  

    第一个它似乎是门没有打开,只是浮动。 而其余部分导通栅极。

    如果您可以以差分方式绘制 GHx-SHx、并在同一个图上绘制 SHX-GND、您可以判断 EFT 何时导通和关断。

    还要查看 MOSFET Qgd (5nC)。 即使使用最低 Idrive 设置、您也会非常快速地进行切换。 (50ns 导通、25ns 关断)、除非使用栅极电阻器。  
    减慢/平滑开关行为的另一种选择是在 FET 附近添加一个本地 CGD 电容器以增加充电时间。

    此致、

    Akshay