[参考译文] 回复：DRV8825：DRV8825驱动程序故障

嗨、Sarath、  

整体设计不错。  一些小型设计项目：

•  在 CVP 和 MΩ 之间添加一个1k Ω 电阻器。  有没有原因不在这里？   
• 10K 是用于输入的大型串联电阻器(R6/R7/R8/R9/R10)-考虑将这些电阻器更改为1K 电阻器。   
  • 注意-您的使用方式 应该是好的。  IIH (输入高电流)电平为100uA、您的设置为3.3V/10K = 330uA。  这应该比阈值高很多、但由于您遇到问题、建议更改为1K。   
• R12和 R13 作为上拉电阻器以及 MCU 控制引脚的情况并不常见。  建议通过 MCU 或 上拉电阻器控制这些引脚、而不是同时控制这两者。    
• 在电路板布局 上、滤波电容器是否位于驱动器附近、如11.2布局示例中所建议？  

有关故障的几个问题：

• 由电源(主模式)或电池供电的电路板是否会更频繁地发生故障？   
• 电机驱动器是否是唯一发生故障的地方？  
• 您是否有电路板发生故障的任何温度数据？  空调是室内的吗？   
• 电路板处于什么环境-湿度高、灰尘多等等？  我正在尝试查看我们是否可以排除任何可能导致电路板失效的外部因素。   

此致、

Jacob

尊敬的 Jacob：

正如您所提供的建议、我的设计中将进行更新。  

我将  在 CVP 和 VM 之间添加1 MΩ 电阻器。  滤波电容器的放置方式、如布局中所述。

• 故障发生 在 电源(主模式)和电池模式。
• 是的、电机驱动器仅 在该电路板中出现故障。
• 我们使用系统 室内 空调。 该系统与保健产品有关，主要用于 ICU (重症监护室)。
• 该系统可同时运行室温和空调 环境。

此致、

Sarath

嗨、Sarath、

感谢您回答我的问题。  在工作条件下、我怀疑这是热问题或湿度问题。   

让我询问我的团队、他们是否认为我之前评论过的任何笔记都会导致这种类型的失败。  给我24-48小时让他们回到我身边。   

同时、您能否为我提供这些芯片驱动的电机的规格？  尤其是电机的绕组电阻和/或电感。   

此致、

Jacob

嗨、Sarath、

您能给我一张芯片顶部的图片吗？  我想检查批次追踪、以确保芯片不是假冒的。   

什么是 MCU 电压- 3.3V？  5V？  通常、过压事件会损坏输出而不是输入、我们在芯片上的逻辑电平输入引脚上看到故障非常奇怪。   

谢谢、

Jacob T

您好 Raj、

很高兴您能找到上一个电路板上的1K/1M 电阻器的问题！

下面是电流调节的注意事项、特别是使用电阻器设置 VREF 的注意事项是 电阻式网络分压器部分：  https://www.ti.com/lit/an/sloa170b/sloa170b.pdf#page=3

容量为1/8W 的 Rsense 电阻 器稍微位于小侧。  如果电机电流高达1A，则通过电阻器的最大功率为 I2R =(1*1)*0.25 = 0.25W = 1/4W。  因此、1/8W 将无法处理它。  即使是600mA、也是0.09W、接近1/8W (0.125W)。  我不是这样会影响性能、但肯定会检查该电阻器是否变得过热。   

只需澄清一下： 当您说电机仅使用500-600mA 电流时、所需的电流大小是多少？  或者您宁愿以更高的电流运行它吗？  您具有的1V Vref 值将是一个非常低的电流限制、如 本帖子中所述、增大 Rsense 值可能是个不错的选择。   

有趣的是、我发现 另一篇文章 讨论了 VREF 引脚烧断。  另一篇文章讨论了 DRV8825的一些制造问题、也许可以阅读该主题并仔细查看您的电路板、看看是否发生了类似情况？   https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/578047/drv8825-powerpad-via-treatment 这将解释简短描述。   

此致、

Jacob

首先、感谢 Jacob 如此迅速地作出响应。
您能否稍微说明一下1k 而不是1M 电阻会如何影响电路行为、以便我们更好地了解该过程？
并将电阻器更改为更高的瓦数或更低的值、并根据电流和分压器的计算设置 Vref。
到目前为止、我们已经观察到 Rsense 电阻器没有加热、但不管怎样、它是否会对电路产生太大的影响、以至于 Vref 引脚可能会损坏？
500mA 至600mA 不是所需的电流、我们希望以700mA 的最大电流运行 额定值为绕组的1A/相。
此外、您分享的论坛显示了有关 IC 焊接、布局和尺寸的问题、我们对此完全满意、因为我们手动焊接 IC、并在测试之前检查每个引脚和角、而这一点没有问题、因此我可以对该器件进行完全保证。

您好 Raj、

我的理解是、电荷泵上的1M 电阻器会在低功耗睡眠模式期间或器件断电时使电荷泵放电、我知道不包括该电阻器会导致电荷泵保持充电状态并通过器件找到不同的放电路径。  对于1K 而不是1M 电阻器、我想器件将几乎立即吸收电荷泵的所有功率。  我希望这会使电荷泵无法真正运行。   

我不认为这样、我不会指望 Vref 引脚会因此而损坏。  有趣的是、它们没有加热、我猜是因为电流仅为600mA、而不是1A。   

还不错！    

您能否布置一张示波器图片、展示您运行电机的电路板、最好接近最大负载？  我想看到相电压和电流以及 VM 电压。  我想看看在正常运行中、有没有什么让我们感到异常。   

此外、您能否提供一些芯片的顶部图片、以便我可以检查是否存在假冒产品？   

此致、

Jacob

您好、Jacob、
感谢您解释1M 电阻器部件的工作原理。

我正在附上您要求的照片。

我们使用的驱动器 IC、从慕斯订购。

设置：微控制器为 STM32G070RBT6、左下角是驱动器和整个组件、470uF 大电容连接在 VM 上。  

我有两个板、一个板安装了 Vref 引脚损坏的 IC、另一个板正在工作(但现在具有不同的设置)。
正如我在前面的一条评论中所说的那样、我没有0.1欧姆的 SMD、所以我将两个0.27欧姆的 SMD 放置在并联组合中、从而解决了降低电阻和发热问题的两个问题。 因此、我的 Rsense 现在为0.135 Ω、我已将分压器设置为60.4k 和10k、因此 Vref 为0.468V、我在 DSO 中检查了电压、测量值为0.454V。 根据计算、电流限制为0.694A。

Ch.1 (黄色)：相电流(使用电流传感器)和 Ch.2 (蓝色)：VM 电压、在下图中、您可以分别看到平均值。

直流电源：该电流不是流经绕组的实际电流、我最近了解到 DRV8825会降低电压并升高电流。 那么、我有一个新问题、在计算流经电机绕组的实际电流时、当有大量电流流经电源时、我们应该考虑多少损耗？ 通常、绕组上的输出电压接近1.8V。

黄色：相电流、蓝色：相电压(接地端和任何绕组端子之间)(在绕组上连接探针的两侧不会让电机启动)

放大了

现在、我要连接 Vref 引脚损坏的电路板波形。 Rsense 为0.27 Ω、分压器为60.4k 和30k、并相应地进行 REST 计算。

黄色：相电流、蓝色：VM 电压

黄色：相电流、蓝色：相电压(测量方法与上述类似)

放大了


谢谢你。
等待您的回复。

您好 Raj、

我尝试在我们的批次追踪工具中查找该器件、但它没有返回任何正确的结果。  从图中可以看出、最好的方法是 DRV8825 / 19TG5 / CHR7或 CHRZ。  我查阅了 CHR7/CHRZ 两个代码、都没有命中、您能查看这些代码是否正好在芯片上吗？  

即使是这样、标记似乎被蚀刻而不是印在上面也是很奇怪的。  请查看我的 EVM 板上芯片的图片进行比较。  我建议您在此处申请芯片样片：  https://www.ti.com/product/DRV8825#order-quality 只需单击申请样片并登录您的帐户、即可申请最多50 (？)个样片 或者您只需订购即可。   

该图中的信号令我感到困惑、它看起来不像正常的步进电机控制序列：

让我们用在 TI 网站上订购的芯片替换您的芯片、然后看看这是否能解决您的问题、因为这些芯片是100%真实的、Mouser 似乎在另外一年没有 DRV8825的库存。   

此致、

Jacob

您好、Jacob、

感谢您的回答！

我查看了 IC 上的蚀刻是 DRV8825/19TG5/CHP7。
正如您提到的、我已经申请了样片。
此外、我还看到 EVM 板上 IC 的布线与数据表中的布局建议中的布线非常不同。

您感到困惑的信号、即使我不确定我必须测量什么、因此我测量了绕组两端的相电压。 它是上面信号的缩放版本。

此致、
Raj

您好 Raj、

这种蚀刻实际上确实是 DRV8825PWP 的有效批次代码、因此我们的问题可能与我们预期的不一样。  我仍然对样本的表现是否不同感兴趣。   

有时、我们的 EVM 在最终确定数据表并进行详细说明之前设计良好、因此我建议参考数据表而不是 EVM 作为布局参考/指南。   

您能为我再做一些示波器截图吗、看看您是否可以澄清上述信号的位置？   

此致、

Jacob

您好、Jacob、

你好、我希望你能好。

我获得了您对假冒产品的看法、并且拒绝提供免费样片。

我参考数据表中给出的布局而不是以任何其他方式设计了电路板布局。

我认为、我们能否讨论一些小型测试来更好地理解、而不是拍摄相同的信号图片？

此致、
Raj

Raj、

今天是美国假期。  请预计明天会收到回复。

此致、

Ryan

您好 Raj、

很遗憾听到您被拒绝了免费样片、我将看到我是否可以提供帮助。   

您能否为我提供与下图类似的示波器波形、以及任何问题区域上的放大版示波器波形？  显示了相电流、AOUT1、AOUT2和 nFAULT 信号。   

此外、您能否发布或直接向我发送完整电路原理图(至少对于电源输入/调节和电机驱动部分)、如果您不介意、也可以发布或直接发送您的 PCB 布局？

此致、

Jacob

您好、Jacob、

祝你度过美好的一天！

正如您所要求的、我已经为您捕获了一些示波器波形、但我只有2个通道、因此已相应地对它们进行了排列。
Rsense 现在为0.135 Ω、我已将分压器设置为60.4k 和10k、因此 Vref 为0.468V、我在 DSO 中检查、测量值为0.454V、因此情况相同。 根据计算、电流限制为0.694A。 我通过直流电源连接470uF 以下的两根导线来提供12V 电压。



另一个3.3V 用于 STM 微控制器。

A+电压和 A+电流：(在 DSO 设置中、电流为交流耦合、电压为直流耦合)

已缩放：

放大更多：

我的同事说、电流中看到的噪声可能是我们使用的电流传感器导致的、可以忽略。

A+电压和 A-电压：

已缩放：

放大更多：

放大更多：

带有 nFault 信号的 A+电压：

我的同事还说 、我们已经在使用 nFault 信号来停止代码、只要它从高电平变为低电平、它从未停止过。 因此、随机性中没有 nFault 故障。
此外、我看到 B+和 B-绕组的信号类似、它们是相同的信号、因此没有将它们连接到这里。

原理图与我之前向您展示的原理图相同、电源是直流电源(如上所示)：

未安装 R16、B1和 B2未连接。

布局：

上部两个白色箭头显示了 VM = 12V 的电源；下部圆圈表示来自微控制器的所有信号。
(我只能分享这大部分设计、同时模糊 PCB 的其他部分、而不用担心它们、它们甚至还没有安装在 PCB 中。)

将等待您的见解。

此致、
Raj

Raj、

Jacob 很快就会回复。  他现在正在休假。

此致、

Ryan

您好 Raj、  

感谢您提供的所有附加信息、请给我48小时的时间、让我就波浪工作与同事进行磋商、并提出一份回应。  

您能否确认用于波形捕获的微步进设置？

此致、

Jacob

您好、Jacob、

是的、请花点时间回答。
我们为电机使用了1/32微步进。 您可以从原理图中进行相同的评估。

此致、
Raj

您好 Raj、  

我们的主要问题似乎是回答" VREF 引脚如何损坏"。  使用电流设置很难回答这一点、因为在这一过程中、电路板发生了几次变化、并交换了电机驱动器芯片。  此电路板或其他组件可能存在其他不相关的问题、因此尝试调试时会令人困惑。  

我认为、最好使用全新的干净 PCB、这样您也可以使用 PowerPAD 焊接一个新的、合法的部件。  使用尺寸合适的感应电阻器和1M 电荷泵、而不是1K。  使用这种全新的全新清洁装置、使用新的电路板和组件查看是否可以重现问题。   

我们还将继续尝试以某种方式为您提供 EVM、以便您可以将示波器波形与 EVM 和您自己的电路板进行比较。  

此致、

Jacob

大家好、

我认为 PCB 布局可能需要一些改进。 查看上面的图片 (我假设 PCB 是2层)、我注意到一些错误、例如：  

- DRV8825下的散热过孔具有散热焊盘、

C5接地走线很长(高电感)、C5可以直接接地到接地层、

－我找不到任何接地过孔，将顶部接地层与底部接地层相连。

我认为最好重新设计 PCB 布局、重点关注热性能和电流返回路径(接地)。

此致、

Grzegorz

您好、Jacob、

我将尝试新电路板和新设置、但这需要时间。  
此外、关于免费样片或其他方面、我想我的个人资料没有清楚更新、它有一些瑕疵。 那么、我这次已正确更新了它。 我想您可以再试一次。

非常感谢！

此致、
Raj

您好、Grzegorz、

你好。

我必须说、您在底部平面上能够清晰地看到这些散热焊盘。 是的、我接受我的错误。 我忘了将多边形与相同的网标签重叠、这就是 C5接地变得远且类似散热的原因。 虽然顶层和底层通过多个位置连接、例如 C1的 Bat-焊盘和左侧的一些穿孔焊盘、但由于公司政策、我不得不对此进行模糊处理。

感谢您的建议。

此致、
Raj

您好 Raj、

请告知我们、您是否希望我们查看更新后的原理图和布局以及之前讨论的所有更改。

此致、

Jacob

您好、Jacob、

我想、多个项目需要几个星期的时间。 但一旦完成或更新某个内容、就会在这里通知您。

此致、
Raj