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[参考译文] DRV8300DIPW-EVM:DRV8300 并联 MOSFET 布局 — 光绘审阅指南

Guru**** 2811965 points

Other Parts Discussed in Thread: DRV8300

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/1614600/drv8300dipw-evm-drv8300-parallel-mosfet-layout-gerber-review-guidance

器件型号: DRV8300DIPW-EVM
主题: DRV8300 中讨论的其他器件

TI 团队大家好、

根据您关于将每个开关和 DRV8300 并联 3 个 MOSFET 的确认信息。

下一步、我们将最终确定该功率级的 PCB 设计。 我们希望确保我们的布局符合 TI 推荐的驱动并联 MOSFET 的最佳实践(栅极布线对称性,环路电感最小化,热平衡和电流共享)。

请提供以下建议:

  1. TI 是否支持对使用 DRV8300 的设计进行 Gerber 或 PCB 布局审核?

  2. 如果是、建议使用什么流程来共享 Gerber 文件或布局屏幕截图以供审核?

  3. 如果无法进行完整的 Gerber 评估、您可以建议:

    • 具有并联 MOSFET 的 DRV8300 特有的关键布局检查点

我们的目标是在制造前验证栅极驱动布线、电源环路寄生效应和热对称性、以避免开关不平衡或过应力。

期待您的指导。

此致、
Thumula Bhargav

  • 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 Thumula:  

    我认为最简单的方法是查看布局中特定关注领域的关键检查点/屏幕截图。  

    很高兴您了解使用并联 MOSFET 设计时的重要注意事项。 您提到的内容值得一看。

    首先、我们可以查看:

    1.电源回路/电流返回路径到驱动器

    2.栅极走线的长度和宽度/并联栅极走线的阻抗匹配

    3.同一相位的 FET 之间的距离变化

    4、每三个相位的 FET 之间的距离变化

    5.所用 MOSFET 的规格(Qgtotal、Qgd 等)

    谢谢、

    Joseph

  • 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。

    您好、Joseph:

    感谢您的澄清和概述需要重点关注的关键检查点。

    根据建议、我将分享具体审核领域的布局屏幕截图、包括:

    1. 从 DRV8300 到 MOSFET 的电源环路和电流返回路径

    2. 并联 MOSFET 的栅极驱动布线(布线长度,宽度和对称性)

      • 最大栅极布线长度: 70 毫米

      • 栅极布线宽度: 30mil

        3. MOSFET 选择细节 (Qg、Qgd、总栅极电荷等

    作为参考、本设计中使用的 MOSFET 是 STP100N10F7 、每个交换机有三个并联设备。

    我将很快上传突出显示这些区域的屏幕截图、以便我们分步查看它们。

    感谢您就此提供指导、我们的目标是在制造前验证栅极驱动平衡、电源环路寄生效应和热对称性、以避免任何开关不平衡或过载。

    此致、
    Thumula Bhargav


  • 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 Thumula:

    感谢您提供的额外信息和初始屏幕截图。 布线宽度和过孔拼接看起来良好。

    如果您有更具体的领域想要查看、请告诉我。

    谢谢、

    Joseph

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    您好、Joseph:

    感谢您提供有关布线宽度和过孔拼接的反馈—很高兴知道该器件看起来不错。

    在此、我想为您提供有关我们功率级设计的其他几点指导。

    应用领域 4 kW 连续功率 、工作频率 64V 和高达 60A

    1. 电源环路/高电流路径
      我们正在评估高电流路径实现。 对于顶层铜面积、我们考虑:

      • 使用铜棒进行额外的铜加固、或

      • 3mm 引线涂层铜、或

      • 厚铜、直接安装散热器。  

      在 MOSFET 之间,我们计划使用散热垫进行隔离和热传递。
      从布局和可靠性的角度来看、您是否推荐任何在此功率级别下最大限度地减少寄生效应和提高热性能的具体方法?

    2. MOSFET 栅极电荷和并联配置
      不同应用 STP100N10F7 其中:

      • Qg(总栅极电荷)= 61nC(典型值) VDD = 50V、ID = 80A

      我们正在计划  每个开关三个并联 MOSFET 、从 DRV8300 的栅极驱动能力角度看、您是否看到任何问题、或者此配置是否可以接受?

    3. 栅极布线拓扑
      在共享布局图像中 黄色迹线表示栅极布线 、从驱动器对称分支到每个并联 MOSFET。
      您能否确认此路由类型是否适合平衡交换、或者您是否会建议进行任何修改?

    4. 原理图审阅
      我还将上传功率级和栅极驱动部分的原理图。 如果可能、您能否查看并告知我们是否有任何疑虑或建议的改进?

    我们的目标是在开始制造之前确保适当的电流共享、稳定的开关行为和可靠的热性能。

    期待您的建议。

    此致、
    Thumula Bhargav


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    drive.google.com/.../view

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    尊敬的 Thumula:

    感谢您提供更多信息。 非常感谢。

    以下是我对并行的一些想法。

    1.我看到您使用的是 64V 工作电压。 只要 SHx 节点不超过 85V、这个电压应该正常、如数据表绝对最大值表中所述。 我知道从设计阶段很难预测这一情况、但在硬件准备就绪后、我会仔细监控 SHx 上的电压。 此节点上的尖峰超过绝对最大值可能是驱动器损坏的原因。

    2.如果可能的话,我觉得一个散热器会是一个不错的选择。 在并行运行中、管理热性能非常重要。 同样、在该系统中、我知道如果没有硬件、很难预测、但散热器肯定会帮助提高热性能、并可能有助于保持系统在使用寿命内的可靠性。

    3.您是否包含了栅极电阻器(或至少 0 欧姆电阻器,以便在需要时添加这些电阻器)? 驱动器的电流应该可以顺利驱动 3 个 61nC FET。 我担心的另一个问题是、栅极电流是否过大? 在这种情况下、您需要规划栅极电阻、以确保驱动电流针对您的系统进行微调。 您可以在测试过程中修改电阻值、以找到最佳值。 确保栅极不会被驱动得过硬、这样可以有效减少 SHx 上的潜在振铃/尖峰问题。  

    如果还有其他问题需要我帮助、请告诉我。

    谢谢、

    Joseph

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    您好、Joseph:

    感谢您提供详细的反馈和技术见解。 非常感谢您花时间审查设计并提供有关并联运行的宝贵建议。

    根据您的意见、我想分享关于我们设计的完整原理图层面说明和审阅摘要、以便您提供更多意见。

    如果您建议在原理图级别对稳健性、EMI 控制或长期可靠性进行任何其他改进、敬请告知。

    感谢您发送编修。我们会重新检视您的建议。

    此致、
    Thumula Bhargav

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    尊敬的 Thumula:

    我很高兴我能帮到你。

    请在此处附上您的原理图的 PDF、我可以查看。

    谢谢、

    Joseph

  • 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。

    drive.google.com/.../view

    您好、Joseph:

    再次感谢您的支持。

    原理图审阅
    为方便起见、我重新配置了此处的原理图链接。 我之前在这个论坛主题中分享过它、但再次附上它以确保易于参考。

    您能回顾功率级和栅极驱动部分、如果您发现任何问题或改进建议、敬请告知我们。

    期待您的反馈。

    此致、
    Thumula Bhargav

  • 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 Thumula:

    很抱歉耽误你的时间。 我在外面度假。

    您是否可以在帖子上以附加的 PDF 形式共享此内容? 我的公司防火墙不允许我直接访问 google 驱动器。

    谢谢!

    Joseph

  • 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。

    您好、Joseph:

    没有任何问题—我希望你有一个伟大的假期!

    是的、为了您的方便、我将在本文中将原理图分享为随附的 PDF。 如果您能顺利访问该工具、敬请告知。

    期待您对原理图进行审查和提供反馈。

    谢谢!

    此致、
    Thumula Bhargav

    e2e.ti.com/.../BLDC_5F00_DRIVER_5F00_POWER_5F00_BRD_5F00_V2-_2800_1_2900_.pdf

  • 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 Thumula:

    谢谢! 这种格式让我更容易访问。  

    我查看了原理图、感觉很好!  

    我检查了连接和电容器值、并查找了任何错误。 我没有发现任何问题、原理图组织有序

    我可以添加的一个注意事项是、为确保安全、电容的额定电压应约为节点上电压的 1.5 倍~、以避免降额。 看来你做的很好,但它可能是某种东西 deblecheck

    此外、在手头有电路板时、如果您注意到驱动强度过高或过低、则可以尝试交换栅极电阻值。

    如果有任何其他问题、请告诉我!

    谢谢、

    Joseph

  • 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。

    您好、Joseph:

    非常感谢您花时间查看原理图并提供详细的反馈。 我非常感谢您在整个过程中提供的支持和指导。

    您有关电容器电压额定值和栅极电阻值实验的建议非常有用。我将确保在我们准备好电路板后仔细检查降额、并牢记电阻调整。

    再次感谢您的持续支持和宝贵意见。 这对我们来说真的很有意义。

    此致、
    Thumula Bhargav