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[参考译文] DRV120:PWM频率设置不工作

Guru**** 2361250 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV120, TINA-TI
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/641857/drv120-pwm-frequency-setting-not-working

部件号:DRV120
主题中讨论的其他部件: TINA-TI

我有一个类似的问题,在这个论坛上的前一篇文章: “DRV120 ROSC电阻器变化”(e2e.ti.com/support/applications/motor_drivers/f/38/t/52.9326万),不幸的是,讨论最后变成了秘密的,所以没有可用的解决方案...

不管怎样,我正在驱动一个24V 100mH电磁线圈,它需要170mA的启动电流和85mA的保持电流,DRV120,但我不能让它工作,所以它听起来不是很烦人。 我在所有峰值,保持和示波器设置中尝试了多个不同的电阻值,但没有正常工作。 PWM有时会变得非常不稳定,有时会比预期的要低得多。 例如,使用180k ROSC时,频率应根据数据表高于22kHz,但实际测量时为10.5 kHz (其他设置为Rhold 68k和Rpeak 68k)。

有什么想法导致了这种情况?

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    您好,Petteri,

    我可以帮助您解决此问题。

    首先,您能否将原理图的DRV120部分以及输出节点处的电压和通过电感器的电流的屏幕截图发送给我?

    此致,
    Kevin

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    您好,Kevin:

    谢谢! 以下是示意图。 电磁阀通过约50 cm 长AWG26导线连接到连接器。

    下面是D1二极管两侧信号不稳定的一些图片。 实际上,上次我用相同的组件值尝试相同的设置时,它使用稳定的10,5kHz PWM工作。 不幸的是,我无法使用示波器测量电流,因此我不得不串联使用万用表。 结果是电流在88-91mA左右变化。

    我不得不使用非常旧的示波器进行测量,因为我们更好的示波器只有有源探头,但希望这些探头能充分告诉您问题所在。

    我有什么想法可以解决这个问题?

    此致,

    Petteri

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    Petteri,

    感谢您发布这些屏幕截图。 几个问题:

    1. ROSC = 180k时,第一张和第二张图片是否都是输出信号?
    2. 在一个有点不相关的主题上,您在最初的帖子中提到您的电磁阀需要170mA的启动电流和85mA的保持电流。 通过Rpeak和Rhold值,您将获得245mA的峰值电流和98mA左右的保持电流。 只是想检查您是否需要如此多的利润。

    如果看不到示波器上的当前波形,我无法确定,但我对问题有很好的了解。 DRV120只能在FET门关闭时感应电流。 假设有一个与fpwm相同频率的clk信号。 在每个clk循环开始时,安全门关闭至少一个8 % 最小占空比。 此时,它会感应电流,并根据滞后窗口决定电流是否足够低以保持门关闭或打开并让电流进一步降低。 导致PWM信号"不稳定"的原因是PWM频率设置太快,每次打开闸门时,电流都不能一直从滞后窗口外漏电。 下面是一个正在发生的情况的示例:

    1. 门关闭,电流上升至峰值。
    2. 电流达到峰值,门打开(发生这种情况时,它将保持打开状态,直到下一个clk循环,并且没有检测到电流)。 我们会说,它在整个循环中达到峰值60 % ,因此它具有60 % 占空比。
    3. 下一个clk循环门关闭,它看到电流不够低(但想象一下它是关闭的),因此它在最小8 % 占空比下保持关闭,然后打开其余的clk循环。
    4. 下一个clk循环门关闭,感应电流。 现在电流已经从峰值下降了很远,足够远,所以要恢复到峰值,它必须保持关闭近两个完整的clk周期。  
    5. 然后,它可能会以正确的频率返回到一个更加均匀的信号,并持续一小段时间

    发生这种情况时,您最终看到PWM信号看起来不均匀。 在我给出的示例中,您会看到60 % 占空比,然后是8 % ,然后是100 % ,这是非常不均匀的,由于您看到它在将近两个clk循环中都很高,它看起来比您有时预期的频率慢。 在内部,它仍在您设置的fpwm上做出决策,但PWM可能实际上看起来不像该频率。 我给出的示例与您在第二张图片中看到的内容相似(在底部添加并突出显示)。 请记住,栅极电压将与您在示波器上看到的电压相反。

    两种可能的解决方案:

    • 尝试使用电感较低的电磁阀。 这将使电流在时间的clk循环100 % 期间更快地上升并离开窗口。
    • 通过增加ROSC降低设定频率。 根据您的原始帖子,听起来您想远离音频带,因此这可能不是可行的选择。

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    谢谢你,凯文!

    问题的答案:

    1.是的。 每张图片都具有相同的分量值

    2.原因是我想尝试一下这些问题是否与低行驶电流有关,但没有任何影响。 当我们找到解决问题的办法时,我会把它们改回低电流。


    您使用低电感电磁阀的解决方案使我感到困惑,因为在数据表中,电磁阀的建议额定电感为1H,并且最小值和最大值没有限制。 此外,驱动器未使用我使用电阻器设置的PWM驱动电磁阀。 例如,我将ROSC更改为220k,PWM稳定为常量9kHz,但根据数据表,应该意味着大约18kHz PWM。 数据表中是否存在错误,或者可能是什么原因?

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    如果可能,您是否可以重新获取最近的屏幕截图并衡量占空比? 当我估计我会绕过42 %。 对我来说,这意味□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□ 请记住,当查看DRV120输出引脚时,循环的起点永远不会处于上升边缘。 如果需要多个周期才能达到峰值电流,它将位于下降边缘或处于低电流时段,因为在周期开始时,DRV120始终需要拉高FET栅极(低接通输出引脚)以检查电流。 因此,假设循环的起点在屏幕截图中光标后的下降边缘。 它看起来是FET门在整个循环中被拉高(在O型示波器镜头中处于低位),然后在下一个循环中,FET门在8 % 中保持高位(或某些值接近最小接通时间),然后在其余的循环中保持低位。 这两个周期看起来像一个长周期,实际上是将频率减半。  

    我通过更改DRV120产品文件夹中的TINA-TI参考设计来帮助解释,复制了该问题,但更明显。 图片和说明如下:

    在我的模拟中,ROSC = 180k。 所以fpwm大约是22kHz,这意味着周期接近45us。 顶部图形为DRV120的Vout,AM1为通过电磁阀的电流。 请注意电压PWM的一致性,但它看起来以设定频率的三分之一运行。 如果您看第一张图片,在周期(a-b)中,电压短时间内较低,然后在达到峰值电流值后会升高,以释放电流。 如果你看右上角的话,这需要45个,或者一个周期。 然后,一旦电压再次变低,为了增加电流, FET栅极上的100 % 占空比需要两个周期(90US) 才能返回到同一点。 因此,实际上,频率只是降低到其设定值的三分之一(消耗三个周期,然后达到峰值,而不是一个周期)。

    关于我所说的降低电感和数据表建议。 您说的对,您可以使用您选择的电感值。 我应该更清楚地说明的是,不稳定的PWM并不是真正的问题; 部件工作正常。 如果您希望FET栅极PWM看起来稳定,并且在使用ROSC设置的频率下,电感器中的电流必须能够在一个周期内上升到峰值并落在滞后窗口之外。 当您的电感过高时,电流上升速度不能足够快,并且可能需要多个周期才能达到上升速度。 但是,这也不是问题。 该零件正在按其含义调节电流。 所以,在你选择的频率下,你可能会在我上次答复中使用的图片中看到不稳定的PWM现象,或者你在最近的图片中看到的情况。这就是为什么我建议降低电感。 零件本身根据您设定的频率作出决策,但要调节电流,可能需要进行多个周期。

    如果我使用的文件与上面模拟示例中使用的文件相同,并且降低电感,则零件将按您的预期开始工作:

    现在在45 us以内,电流上升到峰值并从那个窗口中掉下来;PWM看起来是22kHz。

    希望能有所帮助,

    Kevin