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[参考译文] DRV8353R:DRV8353RSP–低侧 A 相上的内部栅极源短路

Guru**** 2782445 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/1619027/drv8353r-drv8353rsp-internal-gate-source-short-on-low-side-phase-a

器件型号: DRV8353R

我正在寻求对 BLDC 电机驱动器应用中使用的 DRV8353RSRGZR 的故障分析。 系统最初运行正常、电机运行平稳且未报告故障。 几次成功运行后、驱动程序停止运行。

故障诊断:

  • 预驱动:状态寄存器 1 或 2 中未报告故障。

  • 驱动器后尝试:  

    • 故障寄存器 1:FAULT、GDF

    • 故障寄存器 2:VGS_LA

  • 物理检查:连续性测试显示 GLA(门低 A)和 SLA(源低 A)引脚之间存在硬短路。

  • 隔离:为了确认短路的源极、我移除了 A 相低侧 MOSFET。 PCB 焊盘上的短路持续存在、表示 DRV8353RS 出现了内部损坏。

配置详细信息:

  • IDRIVE:设置为最大值。

  • TDRIVE:设置为最大值。

支持问题:

  1. IDRIVE/TDRIVE 影响:在最大 IDRIVE/TDRIVE 设置下运行是否会导致内部栅极驱动器故障?  

  2. 故障机制:导致此设备永久 GLA-SLA 短路的特定内部机制是什么?

  3. 其他根本原因:除了栅极驱动设置外、我还应该调查哪些其他因素?  

  4. 诊断步骤:如果其他因素可能导致故障、我应该采取哪些进一步的调试步骤来隔离故障?

  • 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。

    我目前正在根据我的设计实施的 FET 计算 IDRIVE 电流和 tDRIVE 持续时间的值。

    我使用的 Infineon MOSFET 具有以下参数:

    • Qgd = 18nC(最大值 27nC)
    • 上升时间= 14ns
    • 导通延迟= 13ns
    • 下降时间= 18ns
    • 关断延迟= 41ns。

    在数据表中、该数据表规定应针对所需的上升时间和下降时间设计 IDRIVE 电流 (IDRIVEP、IDRIVEN)、但未规定如何确定这些所需的持续时间。  

    1. 根据 MOSFET 的确切上升和下降时间值(额外的缓冲时间很小,例如 14ns < TR < 20ns 和 18ns < tf < 30ns)设计 IDRIVE 电流强度是否正确? 使用此假设、我确定了以下值估算值:IDRIVEP ~ 1200mA 且 IDRIVEN ~ 800mA。
    2. 或者、我是否应该 将相应的导通/关断延迟纳入上升/下降时间中(例如,所需的上升时间= TR + T (ON_DELAY) 和下降时间= TF + T (OFF_DELAY))? 我设计了最后一种场景的驱动电流(时间+延迟)加上一位缓冲时间、得到了以下估算值:IDRIVEP ~ 500mA 和  IDRIVEPN~ 220mA。

    这些值看起来是否正确、我是否假设时间等于时间+相应的延迟? 非常感谢您的帮助!

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    嗨、Matthew、

    感谢您的背景。

    我怀疑快速导通/关断可能导致一些栅源 VGS 绝对最大值违例。

    我建议调整 Idirve:除非 MOSFET 尺寸有必要、否则不建议使用最大设置。

     【常见问题解答】选择合适的 IDRIVE 设置及其重要性 

    我认为 100ns 是非常快的开关。 任何更快的速度以及系统设计和布局都需要非常理想、以避免出现开关瞬变/潜在的绝对最大值违规情况。

    此致、

    Akshay

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    嘿、Akshay、

    感谢您的答复!

    我已经确定了我的 MOSFET 配置的 IDRIVE 值(每个相位高侧和低侧 3 个并联、我将所有三个的 Qgd 相加)、然后设置各自的寄存器值并运行电机。 电机在开始旋转之前会产生大约半秒的呜呜声、一旦电机开始旋转、DRV 温度就会快速攀升。 什么原因可能会导致这种过热和我遇到的奇怪延迟? 我还尝试将高侧和低侧的 IDRIVE 电流增加 3 个设置(高侧:300mA -><xmt-block1> 450mA</xmt-block>、低侧:<xmt-block2>600mA</xmt-block> DRV -><xmt-block3> 900mA</xmt-block>)、 450mA、因为600mA因为我 900mA我可以看到、要将 IDRIVE 降低会导致不必要的 DRV 加热、但 DRV 温度仍会稳定升高。

    此致  

    Matthew

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    嗨、Matthew、

    此加热问题以前是否不存在?
    如果问题与芯片或电路板有关、是否向 ID 执行了 ABA 交换?

    您的应用中的 VM 和 VDrain 电压是多少?

    我将在换向期间测量 VM、VCP、VGS、SHx 电压、以查看开关波形是否有任何异常。 (一个缩小图和一个放大图针对少数开关事件)

    此致、

    Akshay