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[参考译文] DRV8306:DRV8306

Guru**** 1131400 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8306, CSD88584Q5DC
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/1103054/drv8306-drv8306

器件型号:DRV8306
主题中讨论的其他器件: CSD88584Q5DC

我在便携式设备中使用了 drv8306。

用于电机的12V 直流电源。

- 50W 功率输出

-以下是我的电路。

-8000rpm ~ 30000rpm 速度控制

-15K PWM

- MCU:STM32BOG1RCT6

问题是 、在没有负载的情况下、温度高达近120摄氏度。

我检查了相位阶数、霍尔 没有问题。

我在同一条件下使用另一个电机驱动器驱动电机、温度仅为70摄氏度

我不知道为什么电机的温度这么高、 有人能 给我一些建议吗?

谢谢、

此致、

Matt

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    是否有机构在类似情况下有经验?

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    您好、Matt、

    感谢您在 E2E 论坛上发布您的问题! PCB 布局是热问题的一个重要因素。 如果器件的热量无法通过电源焊盘和接地平面正确消散、则会导致热问题。 您能否提供布局? 此外、您使用什么 IDRIVE 设置?

    此致、

    Anthony Lodi

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    您好、Anthony、

    很抱歉、我认为您对我的问题有误解。 也许我没有清楚描述。 我是说电机  的温度接近120摄氏度、而不是驱动器。

    为什么我想知道、我使用 两 个不同的驱动 PCBA 来驱动同一个电机、其中一个是 DRV8306、另一个是我们公司的旧项目。

    两者之间的区别在于控制方法、旧方法仅 使用 PWM 信号调制高臂桥 MOSFET、低 桥臂 MOSFET 通过高电平或低电平信号打开或关闭。

    我想它不同于 DRV8306驱动器、对吧?

    DRV8306使用 互补的 PWM 控制信号驱动高桥臂和低桥臂 MOSFET、这意味 着 MOSFET 在相位互换时不会完全关闭、因此电流 具有不同的续流路径。 因此,我认为 必须增加一些补偿措施,以解决这个问题。

    是否有人遇到相同的问题?   

    非常感谢、

    Matt  

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    您好 、Lodi、

    另一个要点是 drv8306和外部 MOSFET 的电压为11VDC (4.2V*3节电池组)~15VDC (用于为电池充电的 PD 适配器、而用作 drv8306和外部 MOSFET 的电源)。

    非常感谢、

    Matt

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    IDRIVE 已连接至 DVDD (3.3V)。谢谢。  

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    您好、Matt、

    请根据您的 MOSFET Qgd 值和 MOSFET VDS 电压的压摆率、使用更小的 IDRIVE 设置。 使用最大 IDRIVE 可能太高、 并且可能会由于栅极驱动电流设置过高而导致器件发热。

    https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/796378/faq-selecting-the-best-idrive-setting-and-why-this-is-essential

    谢谢、
    Aaron

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    您好、Matt、

    对于这样低的 Qgd MOSFET (Qgd = 2.5nC)、您使用的 IDRIVE 设置真的很高、因此我预计这会导致开关期间 MOSFET 上出现明显的振铃、甚至会导致损坏 DRV。 我建议使用15mA/30mA 的最小 IDRIVE 设置来实现更慢的 MOSFET 开关时间、从而实现更好的 EMI 性能和更少的 MOSFET 振铃。 即使 IDRIVE 设置最低、仍会导致开关 MOSFET 的 VDS 压摆率超过200ns、但速度仍然相当快。 这可能是导致电机发热的因素。  

    另一件事是、从波形来看、应用了接近100%的占空比。 如果电机是12V 电机、这可能会真正突破电机的极限。  

    DRV8306器件确实在 PWM 高侧和低侧 MOSFET 的同步整流模式下运行、这会导致电机电流通过低侧 MOSFET RDS (on)而不是通过低侧 MOSFET 的体二极管耗散。 从电机角度来看、电机电流路径是相同的、但同步整流有助于降低 MOSFET 中的功率损耗、因为电流会流经 MOSFET RDS (on)而不是 MOSFET 体二极管。  

    此致、

    Anthony Lodi

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    您好 、Lodi、

    非常感谢您的信息。

     下图中的指出区域是否正确、 是否多余? 对于官方数据表中的曲线、没有这些区域。

     较慢的 MOSFET 与极高的 IDRIVE 相结合所带来的好处?

    谢谢、

    BR、

    Matt

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    非常感谢您的信息。 这对我非常有用。

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    您好、Lodi、

    我℃将 IDRIVE℃为15mA/30mA、电机的冷却温度从110 ̊ C 降至85 ̊ C。
    但℃的℃是75 μ A 或更小、仍需要减少10 μ A。

    我想问、如果我使用更快的 MOSFET、是否有机会?

    这意味着、如果我使用非常快的 MOSFET、例如、 Qgd / TR 接近300nmA 或更大、我可以为其提供更多选择、因为我可以设置不同的 IDRIVE、对吧?

    如果我使用非常慢的 MOSFET、则没有选择、因为我必须将 IDRIVE 设置为最小 IDRIVE 设置。

    一开始我想使用 CSD88584Q5DC、但由于订购非常困难、我使用了一个手持 MOSFET、这就是出现加热问题的原因。

    是否需要使用 CSD88584Q5DC?  Qgd / TR = 26nC/24nS = 1.08A、Qgd / TF = 26nC/17nS = 1.53A 似乎太疯狂了!!!

    请给我一些建议吗?

    谢谢、

    此致、

    Matt

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    您好、Matt、

    很高兴听到通过减少 IDRIVE 提高热性能的消息! 实际上、问题在于您当前使用的 MOSFET 是一个非常快的 MOSFET、您可以考虑使用一个较慢的 MOSFET。 低 Qgd MOSFET 意味着 MOSFET 的开关速度更快、因此使用更高的 Qgd MOSFET 意味着 MOSFET 的开关速度更慢、并且可能需要更高的 IDRIVE 才能以所需的速度进行开关。  

    以24ns/17ns 的上升和下降时间为目标的开关时间极短、并且有可能在 MOSFET 开关期间引起明显振铃。 对于您使用过的 MOSFET、  在最小 IDRIVE 为15mA/30mA 的情况 下、VDS 压摆率约为2.5nC/15mA = 167nS 开关导通时间和83.3nS 开关关断时间、这仍然非常快。 大多数客户认为、200ns/100ns 的 VDS 压摆率上升/下降时间是一种快速的开关速度、根据您的设计、它可能仍然太快、无法让您的系统在没有明显振铃的情况下进行处理。 由于您目前使用的 MOSFET 无法进一步降低 IDRIVE、因此您可以添加  一个阻值介于2欧姆和10欧姆之间的栅极电阻器来进一步降低 IDRIVE 的速度、 或者、您也可以使用具有更高 Qgd 的不同 MOSFET 来实现更慢的 MOSFET 开关时间。 如果以大约200ns 或更慢的速度开关 MOSFET、则可能会更好地改善电机发热问题、因为这将减少开关 MOSFET 过快时发生的振铃。

    [引用 userid="493338" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forume/1103054/drv8306-drv8306/4089791#4089791"] 下图中的指出区域是否 冗余? 对于官方数据表中的曲线、没有这些区域。

     您提供的波形 是 GHx 的预期行为。 数据表中的 GHA 波形看起来与您的波形不同的原因是、GHA 的数据表波形是使用差分探头相对于 SHA 获取的。 在中、GHW 是相对于接地端获取的、这是我希望看到的波形。  

    此致、

    Anthony  

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    尊敬的  Anthony  Lodi 先生:

    另一个问题是如何解决 Imax。当我分配5A (项目中电机的最大电流)、然后 我计算出 VDS_OCP 为0.15V、然后我将 VDS 连接到 ADNG、 电机看起来运行异常、运行2`3秒、然后停止。(R_sense 设置为0.331.8V/5A=0.36OHM )

    我不知道为什么。

    当我将 VDS kΩ 为0.6V (VDS Hi-Z (AGND 大于500k Ω))、 R_sense = 0.055OHM 时、器件运行平稳、Imax 似乎大于30A。

    我想知道这种现象。 请给我一些建议吗?

    谢谢、

    BR、

    Matt

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    您好、Matt、

    VDS_OCP 跳闸点基于 MOSFET 的 Rdson、而不是 Rsense 电阻器值。 MOSFET 导通时具有特定的 Rdson 值、因此 VDS 监视器会在 MOSFET 导通时监视 MOSFET 漏极到源极的压降、如果压降大于 VDS 阈值、则 VDS 监视器将跳闸。 您可以查看 MOSFET 数据表来确定 Rdson 值、并根据所需电流计算 VDS 跳闸电压。

    此致、

    Anthony Lodi

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    您好、 Anthony、

    非常感谢。

    我 不太清楚如何  下面的公式中确定 Imax 的参数:

    -Rsense = VLimit/Imax
    -VLimit=1.8V 固定电压


    Imax 是电机的最大电流、是峰值还是 RMS 值、还是平均值?

    因为在我的项目中、电流永远不会超过5A、但当我计算 Rsense 时、

    Rsense = 1.8V/5A = 0.36 Ω  

    使用此 Rsense,电机无法正常运行,那么我将 Rsense 逐步降低(并行 连接为0.33*6),然后电机运转良好。

    这意味着 IMAX 大于30A。  

     如果不是、电机在启动 up.in 后数秒内将停止、则以下公式也需要修复 Imax:

    VDS_OCP > Imax * RDS (on) max

    RDS (on) max=RDS (on)*1.8也是根据 I 所用 MOSFET 的数据表计算得出的。

    如果我使用  Imax =5A、VDS_OCP=5*7.3OHM*1.8=0.0657V、如果我将 VDS 设置为最小值0.15V、则器件的电机也无法运行。

    因此 、确定 Imax 是最关键的一点。  请给我一些建议吗?

    谢谢、

    Matt

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    您好、Matt、

    DRV8306具有2个过流保护特性:

    VDS 过流保护

     Vsense 过流保护。 Vsense 过流保护分为两种不同的特性:

        A.逐周期电流限制

        B.过流跳闸电压。

    逐周期电流限制功能可监控 Rsense 两端的压降、一旦压降达到大约0.25V (在其跳闸前有5us 的抗尖峰脉冲时间) 然后、这将使逐周期电流限制跳闸、并在下一个 PWM 周期开始前关闭高侧 MOSFET 输出。  下图提供了有关其工作原理的良好视觉效果。

    当您选择 IMAX 值时、逐周期跳闸阈值是主要问题。

    逐周期跳闸阈值的最小值为0.225V、最大值为0.275V。 为了确保逐周期电流限制功能不会过早跳闸、您可以选择根据0.225V 的最小值进行计算。

    对于您的应用、我们为逐周期电流限制功能选择了5A 的 ITRIP。 为了计算 Rsense 值、您可以使用以下公式:

    Rsense = Vcycle_By_cycle_trip 电压/ITRIP = 0.225V/5A = 45mohms。 最坏的情况是、逐周期电流限制功能将在0.275V/45mohms ~= 6.1A 时跳闸。

    Vsense 过流保护功能更适合针对可能发生的硬短路提供保护、在这种情况下、电流将非常快速地上升。 Vsense 过流保护功能在比逐周期电流限制高得多的电流下跳闸、因为一旦 Rsense 电阻器上的电压达到大约1.8V (过流保护功能上有4.5us 的抗尖峰脉冲时间)、它就跳闸。 在您的应用中、假设您使用45mohms 的 Rsense、过流保护功能将在大约1.8V/45mohms = 40A 的电流下跳闸。 这种做法更适用于在某一阶段防止外部硬短路的最后手段。  

    为了正确设置 VDS 过流跳闸电压、您将使用以下公式:

    VDS 过流跳闸电压= Itrip x RDS (on)= 5.1A x 7.3mohms = 0.0373V。 由于最低过流跳闸电压为0.15V、因此这是我们可以达到的最接近0.0373V 的电压。  

    希望这一切都能清除!

    此致、

    Anthony Lodi

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    非常感谢、很明显。

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    您好、Matt、

    很高兴听到这个消息! 请选择"我的问题已解决"按钮将答案标记为已解决。

    此致、

    Anthony Lodi

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    您好、Anthony、

    好的、我会这样做。

    请帮助您检查哪一 个更适合我在以下三个 MOSFET 中的应用:

    e2e.ti.com/.../C900305_5F00_97DA4C7253202C12CD0AB7DAC3B4367D.pdf   

    e2e.ti.com/.../B519E92A12D7E4CA6E4BAAE877F96E7A_5F00_OK.pdf 

    e2e.ti.com/.../C900300_5F00_DA3F3AB73895DE2BC03F768F8B189D0A.pdf

    这些 是我可以在网上找到的较慢的 MOSFET。

    请您检查一下、然后我会订购更换旧的太快了。

    谢谢、

    此致、

    Matt

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    您好、Matt、

    使用 IDRIVE 为105mA/210mA 的 NTMFS5C410NLT MOSFET 将导致开关时间约为209ns 上升时间/105ns 下降时间。 这似乎是一个很好的选择。

    此致、

    Anthony Lodi