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[参考译文] 当电机持续运行时 DRV8323-GATE 驱动发热;有时会随电压、过流而跳闸

Guru**** 1093020 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8323, CSD19532KTT
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/980040/drv8323-gate-drive-heat-while-motor-running-continuously-sometimes-trips-with-voltage-overcurrent

器件型号:DRV8323RS

尊敬的 TI 团队:

   我们使用 drv8323rs BLDC 电机驱动器设计了定制板、以实现最大12000rpm 的运行...并 使用 CSD19532KTT N 沟道 MOSFET。 为了进行测试、我们将 MSP430 (Booster Drv8323 EVM GUI)与我们的定制板 drv8323rs 霍尔传感器项目相连接

在参考智能栅极驱动器文档..changed 之后、电机未运行根据 QgD/tr 源和 QgD/TF -SINK 的随机分步 IDRIVEP 和 IDRIVEN 值。电机开始运行、最大12000rpm 也在运行。 但不符合计算得出的理论计算值。  

现在、我们设置 IDRIVE_HS -0x03BF 和 IDRIVE_LS -0X06BF。 电机运行有时不正确,栅极驱动器由于电压故障和过流而跳闸.. drv8323开始加热。 例如、6000rpm 运行其行程半小时... 请注意、MOSFET 不会发热... 在无负载的测试期间...  

请指导我们根据 随附的 MOSFET 数据表计算 IDRIVE 值、并帮助我清除此故障并降低栅极驱动器发热...??

还需要了解 Drv8323发热的原因。 由于 IDRIVE 设置 、DRV 8323加热或任何其他参数需要在德州仪器提供的基于霍尔的传感代码中进行更改。

我们最初使用 launchpad MSP430和 booster Drv8323rs EVM GUI 进行了测试。 成功工作正常。 但我们在定制板中仅更改了 MOSFET。 空载时发热...  

对于另一个具有2安培负载和 Booster Pack 的应用、我们在 Drv8323 Booster 板中面临50度以上的热量、例如 Drv8323和 MOSFET。 情况下。 请指导我们在给定的 BLDC 电机源代码中调整参数 ???  

谢谢、此致

Shriram Je2e.ti.com/.../csd19532ktt.pdf

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    您好、Ajay、  


    感谢您在 BLDC 论坛上发帖!  

    此问题看起来可能是由于您的 Idrive 过高导致的。 我建议尝试30mA 上升时间和60mA 下降时间的较低 Idrive 设置、看看这是否可以解决您的问题。 如果您可以监控栅源极电压和漏源极电压、这将有助于确定 Idrive 设置是否过快。 如果您在栅极上看到过度的振铃、这很好地表明 Idrive 过高、系统无法处理。  

     

    此致、

     

    Anthony

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    您好、Anthony、

       感谢您的回复,如 MOSFET csd19532ktt 数据表 IDRIVE >230mA (Qgd / TRR)所示。

    在这里,连接了以下 IDRIVE 设置,更改 Idrive 值后,栅极驱动器的热量不会增加太多。

    IDRIVEP _HS-260mA

    IDRIVEN _HS-2000mA

    IDRIVEP _LS-260mA

    IDRIVEN _LS-2000mA

    TDRIVE -500ns

    死区时间-40ns

    但我们觉得热量比环境温度高15度,或者它已经饱和了???..而且栅极驱动器每5分钟触发一次电机运行 ,并且电机自动开始运行..... drv8323 GUI 日志窗格中出现了一些栅极驱动器错误,供您参考。

    请指导我根据 MOSFET 调整栅极驱动器设置、以清除栅极驱动器跳闸问题和栅极驱动器发热。


    /* DRV8323 SPI 寄存器设置*/
    /* SPI_REG_02:驱动程序控制*/
    #define RSVD       (0x00)        /* //
    #define DIS_CPUV   (0x00)        /* //
    #define DIS_GDF    (0x00)        /* //
    #define OTW_REP    (0x00)        /* //
    #define PWM_MODE   (0x00)        /* //
    #define PWM_COM    (0x00)        /* //
    #define PWM_DIR    (0x00)        /* //
    #define COSAM_BIT  (0x00)        /* //
    #define BRAKE_BIT  (0x00)        /* //
    #define CLR_FLT    (0x00)        /* //

    /* SPI_REG_03:栅极驱动 HS */
    #define LOCK_BIT   (0x03)        /* //
    #define IDRIVEP_HS (0x08)        /* //
    #define IDRIVEN_HS (0x0F)        /* //

    /* SPI_REG_04:栅极驱动 LS */
    #define CBC        (0x01)        /* //
    #define TDRIVE     (0x04)        /* //
    #define IDRIVEP_LS (0x08)        /* //
    #define IDRIVEN_LS (0x0F)        /* //

    /* SPI_REG_05:OCP 控制*/
    #define TREY     (0x00)        /* //
    #define DEAD_TIME  (0x00)        /* //
    #define OCP_MODE   (0x01)        /* //
    #define OCP_DEG    (0x01)        /* //
    #define VDS_LVL    (0x04)        /* //

    /* SPI_REG_06:CSA 控制*/
    #define CSA_FET    (0x00)        /* //
    #define VREF_DIV   (0x01)        /* //
    #define LS_REF     (0x00)        /* //
    #define CSA_GAIN   (0x01)        /* //
    #define DIS_SEN    (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_A  (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_B  (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_C  (0x00)        /* //
    #define SEN_LVL    (0x03)        /* //

    DRV8323GUI 日志窗格:

    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[CSA Control @ 0x06]<= 579 (1613806165929)
    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[OCP Control @ 0x05]<= 83 (1613806165929)
    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[gate Drive LS @ 0x04]<= 1167 (1613806165929)
    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[Gate Drive HS @ 0x03]<= 911 (1613806165929)
    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[驱动程序控制@ 0x02]<= 0 (1613806165929)
    20-2112:59:26oneui:服务器:hwcomm: regread:[VGS 状态2 @ 0x01]<= 0 (1613806165929)
    20-2112:59:25oneui:服务器:hwcomm: regread:[FAULT Status 1 @ 0x00]<= 0 (1613806165929)


    此致、

    Shriram J

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    您好、Shriram J、

     

    感谢您的回答! MOSFET 下降时间的 IDRIVE 设置非常高。 我建议大幅减少该值。 您能否提供波形来显示其中一个相位的高侧和低侧 MOSFET 的栅源极导通和关断? 此外、您能否提供显示其中一个相位的高侧和低侧 MOSFET 漏源电压的波形? 如果在 MOSFET 的导通和关断期间出现明显振荡、则表示 IDRIVE 设置仍然过高。 许多设计人员认为200ns/100ns 的导通/关断时间很短、并且根据设计的布局、该布局对于您的特定设计来说可能仍然太快。

    当电机驱动器跳闸时、您会遇到什么故障? 这可以通过读取故障状态寄存器1和2中的位来确定。

    此致、

    Anthony  

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    您好、Anthony、

    感谢您的回复、我们在此附上了高侧和低侧 MOSFET 波形供您参考。

    电机开关频率为-20kHz、转速为10000 rpm

    现在附加了50%开关频率为 A 相-10kHz 的波形

    漏源极- HS

    栅极-源极-高侧

    漏源极低侧

    低侧栅源极

    梯形波形:300Hz 电气速度,最大值10000 RPM

    请说明您希望我更改的 Tdrive 或死区时间值?? 波形采用了我刚才提到的设置

    DRIVEP _HS-260mA

    IDRIVEN _HS-2000mA

    IDRIVEP _LS-260mA

    IDRIVEN _LS-2000mA

    TDRIVE -500ns

    死区时间-40ns

    3.我们从日志窗格 drv8323GUI 获得了一些错误值,请指导我们如何根据设计检查这些值并更改设置。

    如何找到该值??

    2021年2月24日
    15:36:26
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[栅极驱动器 LS @ 0x04]<= 1280 (1614161185856)
    2021年2月24日
    15:36:25
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[栅极驱动器 HS @ 0x03]<= 911 (1614161185856)
    2021年2月24日
    15:36:25
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[driver Control @ 0x02]<= 0 (1614161185856)
    2021年2月24日
    15:36:25
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[VGS 状态2 @ 0x01]<= 0 (1614161185856)
    2021年2月24日
    15:36:25
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[故障状态1 @ 0x00]<= 0 (1614161185856)
    2021年2月24日
    15:35:35
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[CSA Control @ 0x06]<= 646 (1614161134929)
    2021年2月24日
    15:35:35
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[OCP Control @ 0x05]<= 84 (1614161134929)
    2021年2月24日
    15:35:35
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[gate Drive LS @ 0x04]<= 1280 (1614161134929)
    2021年2月24日
    15:35:35
    oneui:服务器:hwcomm: regread:[Gate Drive HS @ 0x03]<= 911 (1614161134929)
    此致
    Shriram J

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    您好、Anthony、

            感谢您的响应,根据您的建议,使用 I DRIVE 设置230mA/560mA 运行电动机..no,每10分钟运行一次栅极驱动器跳闸电动机,THENM 电动机加热器和栅极驱动器热量已饱和..请指导我解决这个问题。

    此致

    Shriram J

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    您好、Shiriam J、

     

    感谢您的回复!

     

    您在日志窗格中看到的错误实际上不是错误,而是对寄存器所做更改的描述。 例如:

    2月24日21 日| 15:36:25 | oneui:服务器:hwcomm: regread:[栅极驱动 HS @ 0x03]<=  911 (1614161185856)

     

    这意味着寄存器0x03 (即 HS 栅极驱动设置)已更改为911 (基极10)、等于011 1000  1111 (基极2)、这意味着 IDRIVEN_HS 已更改为1111b (或2000mA)、IDRIVEP_HS 已更改为1000b (或260mA)、 锁定设置为011b (用于解锁寄存器并允许您更改其值)

     

    同样的逻辑也可以应用于日志窗格中的所有消息、以标识对寄存器所做的更改。

     

    在所包含的波形中、我注意到在 MOSFET 的开关过程中会出现很多寄生振铃。 这会导致驱动器发热、还会损坏电机驱动器、因为它会导致超过驱动器的绝对最大值。 如果 Idrive 设置对于您的设计而言过高、那么这可能是您看到的振铃源之一。 您刚才提到过、您后来将 Idrive 设置降低到230mA/560mA、似乎延长了器件跳闸前的时间长度。 您能否提供示波器图、以显示高侧和低侧 MOSFET 上的栅极至地信号、同时使用230mA/560mA 的 Idrive 设置? 您能否在示波器上标记栅极电压从关断状态变为完全导通所需的时间(这是 MOSFET 的上升时间)? 您能否使用 IDRIVEP_HS = 30mA、IDRIVEN_HS = 60mA、IDRIVEP_LS = 30mA、IDRIVEN_HS = 60mA 的 Idrive 设置重复相同的测试? 用于更改 IDRIVE_HS 的寄存器是寄存器0x03、用于更改 IDRIVE_LS 的寄存器是寄存器0x04。 首先、我想以非常低的 IDRIVE (30mA/60mA)作为测试、看看它如何影响器件的运行。 如果这样可以解决驱动器过热/跳闸的问题、并解决 MOSFET 开关期间的振铃问题、那么我们可以尝试缓慢增大 Idrive、直到我们在 MOSFET 开关期间再次看到振铃。

    您提到您使用的死区时间为40ns、但该器件支持的最短死区时间为50ns (请参阅寄存器0x05位9-8)。 您是说400ns 吗?

    现在500ns 的 TDRIVE 可以正常工作、但如果这种情况开始导致问题、我们可能需要稍后进行调整。

    您能否提供显示您在 DRV8323GUI 上的寄存器中输入的值的屏幕截图?

    此致、

     

    Anthony

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    您好、Anthony、

          感谢您的宝贵支持,根据您的建议,我驱动设置 30mA/60mA。我们已经运行电机大约2小时45分钟。 栅极驱动 器未使电机跳闸..it 正在持续运行 。以下随附的 drv8323栅极驱动器设置供您参考。 下一期栅极驱动器和电机逐渐变热,比环境 温度升高20度

    I DRIVE HS -30mA/60mA

    I DRIVE LS -30mA/60mA

    t DRIVE     -500ns

    死区时间-200ns

    /* DRV8323 SPI 寄存器设置*/
    /* SPI_REG_02:驱动程序控制*/
    #define RSVD       (0x00)        /* //
    #define DIS_CPUV   (0x00)        /* //
    #define DIS_GDF    (0x00)        /* //
    #define OTW_REP    (0x00)        /* //
    #define PWM_MODE   (0x00)        /* //
    #define PWM_COM    (0x00)        /* //
    #define PWM_DIR    (0x00)        /* //
    #define COSAM_BIT  (0x00)        /* //
    #define BRAKE_BIT  (0x00)        /* //
    #define CLR_FLT    (0x00)        /* //

    /* SPI_REG_03:栅极驱动 HS */
    #define LOCK_BIT   (0x03)        /* //
    #define IDRIVEP_HS (0x01)        /* //
    #define IDRIVEN_HS (0x01)        /* //

    /* SPI_REG_04:栅极驱动 LS */
    #define CBC        (0x01)        /* //
    #define TDRIVE     (0x00)        /* //
    #define IDRIVEP_LS (0x01)        /* //
    #define IDRIVEN_LS (0x01)        /* //

    /* SPI_REG_05:OCP 控制*/
    #define TREY     (0x00)        /* //
    #define DEAD_TIME  (0x02)        /* //
    #define OCP_MODE   (0x01)        /* //
    #define OCP_DEG    (0x01)        /* //
    #define VDS_LVL    (0x04)        /* //

    /* SPI_REG_06:CSA 控制*/
    #define CSA_FET    (0x00)        /* //
    #define VREF_DIV   (0x01)        /* //
    #define LS_REF     (0x00)        /* //
    #define CSA_GAIN   (0x01)        /* //
    #define DIS_SEN    (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_A  (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_B  (0x00)        /* //
    #define CSA_CAL_C  (0x00)        /* //
    #define SEN_LVL    (0x03)        /* //

    寄存器设置:

    波形:

    1.我们如何决定 IDRIVE 的值低? 请给我们清除...因为我们认为 IDRIVE > QgD/Trise 或 QgD/Tfall

    2.can 我们使用10mA/20mA 进行测试?

    请通过这种方式让我们了解 Tdrive >QGD/IG

    好的、引导我 整理并减少驱动器热量和电机热量...

    谢谢、此致

    Shriram J

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    您好 Shiram J、

     

    我很高兴听到 IDRIVE 的变化能够解决跳闸问题! 您一定可以尝试使用10mA/20mA Idrive 设置来查看其性能。

    上升时间是 MOSFET 从关断状态变为完全导通状态所需的时间。 下降时间是 MOSFET 从完全导通状态变为关断状态所需的时间。 公式:

    • IDRIVE = QgD/Trise 和
    • IDRIVE = QgD/Tfall


    是一个粗略的近似值、用于为您的系统选择合适的 Idrive。 通常、200ns/100ns 的上升时间/下降时间被许多设计人员认为相当快、并且取决于电路板设计(迹线电感、迹线长度等)。 您的特定设计可能能够也可能无法处理如此快的开关时间。

    如果您希望达到200ns/100ns 的上升/下降时间、并且 MOSFET 的 Qgd 为5.6nC、则 Idrive 设置为

    • 5.6nC/200ns = 28mA 将实现大约200ns 的导通时间(最接近的可用设置为30mA、这将实现大约5.6nC/30mA 的上升时间=大约187nS、这比您的目标200ns 略快)

      和的 Idrive 设置

    • 5.6nC/100ns = 56mA 将实现大约100ns 的下降时间(最接近的可用设置为60mA、这将实现大约5.6nC/60mA = 93.3ns 的下降时间、比您的目标100ns 下降时间快一点)。

    在选择所需的 MOSFET 上升和下降时间时、您必须考虑几个权衡因素。 MOSFET 的上升和下降时间越短、MOSFET 的导通或关断速度越快、从而降低 MOSFET 开关损耗(当晶体管仅部分导通时、功耗越高)。 但是、如果上升和下降时间太短、则会在 MOSFET 的栅极和源极上引起寄生振铃、从而导致过热并损坏驱动器和/或 MOSFET。 判断系统上升/下降时间是否太短的最佳方法是通过监控高侧和低侧 MOSFET 的栅极至接地电压来寻找过度的寄生振铃、 以及高侧和低侧 MOSFET 的源极至地电压。 当 MOSFET 导通或关断时、通常会看到这种振铃。

    即使在 Idrive 为30mA/60mA 时器件未跳闸、我仍会监测栅极至接地电压、以确保栅极上没有任何过度的振铃。 您还可以通过监控源极至接地电压以实现同样的功能、从而实现振铃。 您还可以尝试各种 Idrive 设置来查找最适合您的设计的设置、确保监控栅极电压是否有振铃。  

    TDRIVE 是一种用作安全功能的设置。 TDRIVE 设置的目的之一是监控其中一个 MOSFET 的栅极是否卡在打开或关闭状态。 如果您使用500ns 的 Tdrive 设置,并且如果 MOSFET 在500ns 的末尾没有更改为所需状态,则会发出命令以更改 MOSFET 的状态(打开或关闭 MOSFET), 然后、驱动器将报告故障并关闭驱动器。 您需要确保 TDRIVE 时间大于 MOSFET 导通或关断所需的预期时间。 如果您希望 MOSFET 具有200ns/100ns 的上升/下降时间、则500ns 的 TDRIVE 时间将为 MOSFET 开启留出足够的时间、而不会触发意外故障。 有关 Tdrive 的更多信息、请阅读数据表中的第8.3.6.5和8.3.1.4.2节。

    我将于周一回来与您讨论驾驶员加热问题。  

    此致、

    Anthony  

  • 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。

    Anthony、

       感谢您的回复,我们已经使用 I DRIVE 设置 10mA/20mA 进行了测试,但栅极驱动跳闸与 以前一样...根据    计算结果,电机在30/60mA 设置下运行约6小时。

    对于您所参考的寄生振铃问题附加波形,它可能会解决我们的下一个电机热量和栅极驱动器热量问题。请参考,为我们提供解决方案。

    接地至电源:

    接地至栅极:

    GUI 设置:

    指导我解决电机发热和栅极驱动器问题。

    此致

    Shriram J

  • 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。

    Anthony、

       感谢您的回复,我们已经使用 I DRIVE 设置 10mA/20mA 进行了测试,但栅极驱动跳闸与 以前一样...根据    计算结果,电机在30/60mA 设置下运行约6小时。

    对于您所参考的寄生振铃问题附加波形,它可能会解决我们的下一个电机热量和栅极驱动器热量问题。请参考,为我们提供解决方案。

    接地至电源:

    接地至栅极:

    GUI 设置:

    指导我解决电机发热和栅极驱动器问题。

    此致

    Shriram J

  • 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。

    Anthony、

       感谢您的回复,我们已经使用 I DRIVE 设置 10mA/20mA 进行了测试,但栅极驱动跳闸与 以前一样...根据    计算结果,电机在30/60mA 设置下运行约6小时。

    对于您所参考的寄生振铃问题附加波形,它可能会解决我们的下一个电机热量和栅极驱动器热量问题。请参考,为我们提供解决方案。

    接地至电源:

    接地至栅极:

    GUI 设置:

    指导我解决电机发热和栅极驱动器问题。

    此致

    Shriram J

  • 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。

    Anthony、

       感谢您的回复,我们已经使用 I DRIVE 设置 10mA/20mA 进行了测试,但栅极驱动跳闸与 以前一样...根据    计算结果,电机在30/60mA 设置下运行约6小时。

    对于您所参考的寄生振铃问题附加波形,它可能会解决我们的下一个电机热量和栅极驱动器热量问题。请参考,为我们提供解决方案。

    接地至电源:

    接地至栅极:

    GUI 设置:

    指导我解决电机发热和栅极驱动器问题。

    此致

    Shriram J

  • 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、Shriram J、

    我明天会回来回答您的问题。

    此致、

    Anthony  

  • 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、Shiriam J、

     

    感谢您的回答。 为了能够确定 MOSFET 的栅极和/或源极上是否存在明显的振铃、我们需要查看一个放大的图片、其中包含栅极到接地和源极到接地信号的1或2个脉冲。 您能否为高侧和低侧 MOSFET 提供放大后的接地到源极和接地到栅极测试? 您所包含的示波器图显示了许多打开和关闭开关事件、因此很难准确地看到振铃和电压尖峰发生的情况、因为它太缩小了。

     

    您是否有任何元件连接到 DVDD 引脚(除了 DVDD 电容器)? 如果您没有,则设备的加热温度将比环境温度高20度,这似乎比我预期的温度高。 20度的温度上升是来自 DRV8323还是来自 MOSFET? 如果 MOSFET 的温度比环境温度高20度,那么我不会担心这一点,因为它们比 DRV 消耗更多的功率。 但是、如果 DRV 的加热温度比环境温度高20度、并且您没有将任何负载连接到 DVDD、则会存在器件加热过热的问题。

     

    您提到、使用10mA/20mA IDRIVE 设置时会发生故障。 出现此问题的一种可能原因是、由于 IDRIVE 可能太低、MOSFET 可能没有时间在 TDRIVE 期间完全导通。 验证这一点的一种方法是使用10mA/20mA 设置并将 TDRIVE 设置调整为1000ns 而不是500ns、以查看它是否不再出现故障。 只需确认:您可以使用30mA/60mA 的 IDRIVE 设置操作设备,而不会出现任何故障,并且可以在没有关闭驱动程序的情况下长时间运行该设备?

     

    此致、

     

    Anthony

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    您好、Anthony、

    感谢您的回答

    我们没有为 DVDD 引脚连接任何负载。。。。由于它在 drv8323RsEVM 原理图中、因此它使用电容器接地

    2.根据您的建议,我们已经使用 I/20mA 和 T DRIVE 1000ns 的 I DRIVE 设置进行了测试,电机在没有 任何栅极驱动器跳闸的情况下连续运行。

    我们发现栅极驱动器的热量在 20/30mA 设置之前下降了很多...但电机热量增加了(设置为10/20mA)... 太高。

    强烈建议我们降低电机热量....

    3.please 查找以下关于上次答复的波形。 供您参考:

    1.ground 添加到 GATE

    接地至电源:

    请指导我们降低马达热量。

    我们 认为此对话可以是私人对话,您是否可以在私人模式下创建此表单。

    谢谢、此致

    Shriram J

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    您好、Shriram J、

     

    感谢您的回答! E2E 是一个公共论坛,遗憾的是,没有任何设置允许我们将该主题设为私人。 如果您希望私下继续讨论、您可以给我留言、我们可以通过电子邮件继续讨论。

     

    较长的 TDRIVE 设置允许电机在10mA/20mA IDRIVE 下正常运行这一事实表明10mA/20mA IDRIVE 设置过低、导致 MOSFET 长时间完全导通。 这将导致 MOSFET 上的功率耗散更高、因为它们在线性区域中运行的时间更长。

     

    对于您提供的波形、是否具有30mA/60mA 的 Idrive? 还是10mA/20mA 的驱动电流?

     

    您提供的波形看起来不错。 源极上有一些振铃(大约2-3V)、但这不是太大的问题、因为它仍然远低于器件的绝对最大额定值。  

     

    我有几个问题要问您:

    1. 您提到、与使用30mA/60mA 的 Idrive 设置相比、当您使用10mA/20mA 的 Idrive 时、驱动器的发热会降低。 使用10mA/20mA 的 Idrive 设置时、DRV 在运行期间的温升是多少? 使用30mA/60mA 的 Idrive 设置时、DRV 在运行期间的温升是多少?
    2. MOSFET 在运行期间的温度升高是多少?
    3. 运行期间、电机的温度上升是多少?
    4. 您的电机的额定电流是多少? 您使用的电机的电阻是多少? 您的电机在正常运行期间使用了多少电流?

     

    此致、

     

    Anthony

     

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    尊敬的 Anthony:

    感谢您的回复,我们已在 上一个论坛中向您发送了30/60mA I DRIVE 设置波形...此处附上了此类参考的10/20mA 波形。

    栅极至地:10/20 I DRIVE

    源极到接地- 10/20mA

    *********

    根据上次的答复,您已经讨论 了一些问题,所以我们已经对 I DRIVE 10/20mA 和30/60mA 的设置进行了温度研究,请参考。在这里,随附的 Excel 文档,请找到并指导我解决电机发热问题。

    e2e.ti.com/.../drv8323_2D00_Temperature-Study.xlsx

    空载电流:400mA,最大10000rpm

    电机规格:

    NO.OR.OR.NO.NO.ORT.这些 极点-4

    额定转速-12000RPM

    线路电阻-1.5 Ω

    峰值电流-5.5A

    线路电感-4.5mH

    电压-24V

    额定转矩-0.11

    峰值扭矩-0.35

    反电动势-3.8Vrm/K rpm

    指导我解决电机发热问题。

    此致

    Shriram J

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    您好、Shriram J、

    感谢您的回答! 今天、我与一位同事讨论了您的问题、明天我将做出回应。

    此致、

    Anthony  

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    您好、Shriram J、

    查看完您提供的数据后、您会发现电机的额定电流可能会超过、这会导致电机过热。 您运行的占空比看起来大约为80%、因此使用24V 电源时、电机绕组上的平均电压大约为19.2V。 如果电机电阻为1.5欧姆 x 2、则流经电机的平均电流为6.4A、这将超过电机的额定电流并导致电机发热。 如果您想检查此情况、可以测试其中一个相位上感应电阻器上的电压并计算电流。  您可能只看到从电源汲取400mA 电流的原因是电流会通过 FET 和电机再循环、这意味着它不必从电源汲取太多的电流。

     

    尽管使用了超过6A 的电流、但电机为什么仅以10000 RPM 的转速旋转的原因有以下几种可能:

    1. 您可能需要再次检查以确保电机上没有任何意外负载
    2. 由于超出电机额定值的损坏、电机可能无法正常旋转。 这可能会导致电机无法快速加速。
    3. 如果该算法对电机进行了不有效的换向、则会导致以特定速度旋转所需的电流更高。

    如果您当前使用的电机损坏(如果您有另一个电机)、我建议您更换该电机、 并降低 PWM 的占空比、以便不超过电机的额定电流、从而查看这是否解决了电机发热问题。

     

    您是否想为我们提供布局? 您可以根据需要将其秘密发送。 我想检查布局、看看是否有任何明显的问题会导致发热。

     

    此致、

     

    Anthony

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    您好、Anthony、

     感谢您的回复,我们正在查看您上次回复中提到的要点。 。。明天就会回复。

    谢谢、此致

    Shriram J

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    您好、Shiram、

    电机损耗(BLDC 电机损耗)、主要包括:

    铜损耗、与 I^2R 成正比。 电机负载越高、损耗越高。

    此外、电机绕组的电阻随温度升高而升高。 由于这些损耗、您可以安全运行

    电机在标称电流下(约为5.5x 0.11/0.35 = 1.73A)持续或在短时间内处于电流状态

    高达5.5A 的电机电流超过其标称值越多、您可以安全运行的时间就越短。 所有这些对于低速有效、

    因为在高速下、另一个损耗开始发挥作用。

    2.铁损,通常随着速度的提高和定子磁芯磁场变化的频率的增加而增加(随速度的增加)。

    它们还取决于电机设计、如磁芯材料、其层压等 在大约10000rpm 的速度下、它们可能很重要

    即使电机只有4个极点。  

    机械损耗也随速度的增加而增加。 如果电机的轴承不是为高速而设计的、那么这些轴承在10000rpm 时可能会非常高。

    在矢量控制(FOC)的帮助下、有可能降低前两种类型的损耗、但这并不是一个非常显著的差异

    主题非常复杂。 借助矢量控制、您还可以提高标称负载的速度(一些智能矢量控制技术)、 并在小负载下获得更高的速度(场强减弱技术)。 如果您对自己感兴趣、可以在您那里找到 我遇到过的最好的视频系列、这就是 Dave Wilson (TI)的"教授旧电机新技巧"。

    TI 还提供了一些具有 FOC 软件包的 BLDC 电机的评估套件。

    如果电机损坏、损耗可能会明显更高。

    回到以10000rpm 空载运行的电机、该电机加热大约20°C 的损耗可能主要是

    铁和机械损耗、对于该电机而言可能相当正常。

     

    此致、

    Grzegorz

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    只是一个小的修正。

    应该能够使电机持续运行(如果电机被设计为连续运转) 至其标称速度  

    额定电流。 所有损耗之和不应导致电机过热。

    Grzegorz

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    您好、Anthony、

    电机电流不仅受 BEMF 和绕组电阻的限制、还受绕组电感和电机电流的限制

    转速为10000 rpm 时可能远低于6A、检查它的最佳方法是使用电流探头进行测量。

    由于电机无法以高于10000rpm 的速度旋转、因此我同意全部3个点。

    如果最后三个示波器是在10000rpm 时生成的、我怀疑 PWM 占空比是限制因素。 增大

    高达100%的 PWM 占空比应使电机更快地旋转、这正是我的猜测。

    此致、

    Grzegorz

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    您好、Anthony、

            感谢您的回复、是的、我们以20Khz 开关频率运行 、占空比为19.2电压的80%...我们认为电机的运行电流不超过 钳位表测量的额定电流 、仅显示0.4A。

    根据您的建议测量感应电阻器上的电压。我们没有传播来测量 7mil 分流电阻器上的电压、 需要在0.007reistor 中测量400mA。电压为毫伏对吗? 将在明天回复您。

      

    谢谢、此致

    Shriram J

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    您好、Anthony、

          请分享邮件 ID,并将我们的原理图发送给您参考。

    谢谢、此致

    Shriram J

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    Shriram、您好!

    电机电流分析在电机驱动器设计过程中非常重要。 很难测量和分析传感电流

    由于开关噪声和电流的影响、电阻器有时可能会在感应电阻器外部再循环、除非有人使用

    感应电阻器与电机相位内联。 更好的解决方案是示波器电流钳位、甚至像低成本(约50欧元)一样

    这个。

    http://www.hantek.com/products/detail/77

    为了提高速度、我会尝试增大 PWM 占空比。

    此致、

    Grzegorz

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    您好、Shriram J、

    我将很快向您发送该信息。

    此致、

    Anthony

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    您好、Grzegorz、

     

    感谢您的意见! 我同意电机的电感会在一定程度上限制电机电流、但在这种情况下、平均电流随时间的推移仍有可能超过电机的额定值。 希望进一步的测试能够让我们更好地了解线圈中的电流大小。

     

    虽然增加占空比会使电机旋转得更快、但我认为增加占空比不是一个好主意、因为我们已经经历了很多发热、而更高的占空比只会增加这个问题。 加热似乎表明存在一个更大的问题、这会导致实现给定电机转速所需的占空比高于预期。

     

    此致、

     

    Anthony

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    您好、Shriram J、

     

    尽管您看到电源仅消耗0.4A 电流、但由于电机的电感导致电流在相位中再循环、因此仍会有更高的电流流经电机。 测试感测电阻两端电压的结果将帮助我们更好地了解电机中的电流大小。

     

    正确、将在检测电阻器上感应到的电压将在毫伏范围内。 如果能够获得最好的电压的示波器图、 一种可以更轻松地测量其中一个集成感应放大器(SOx 引脚)的输出的方法。 我们可以使用您编程的增益设置(基于 CSA_GAIN 寄存器值)来计算分流电阻器两端的电压、从而计算流经相位的电流。

     

    您可以执行的另一项测试概述如下:

      1:通过将10b 写入 CSA 控制寄存器的位7-6、将电流感应放大器的增益调节为20V/V。

      将10b 写入 CSA 控制寄存器的位1-0、将 SENSE OCP (过流保护)阈值调整为0.75V。

      3.由于您使用的是7毫欧电阻器,因此过流保护功能将在流经感应电阻器的电流达到大约5.357A 时跳闸(因为5.357A*0.007欧姆=0.0375V,而0.0375V*20V/V =0.75V)

      4. 如果此测试导致过流保护功能跳闸、则这将指示流经电机的电流超过5.357A、并且将是一个很好的指示器、用于查看过电机的电流过高是否导致过热。

    您是否能够共享电机器件型号以便查看数据表?

     

    此致、

    Anthony

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    您好、Anthony、

        感谢您的回答、 根据您的建议,我们已更改 了 I DRIVE 设置10mA/20mA 和30mA/60mA 的 CSA 增益20V/V 和 SENSE 电平-0.75V。此外,电机在没有任何栅极驱动器跳闸或故障的情况下连续运行..it 显示,电动机热量不是由电流过高导致的,而是通过电动机。

    我们注意到、更改 CSA 增益和感应级别后、电机发热和栅极驱动器发热比之前高。

    马达零件号:FL57BLS54.005

    专用马达:12000转/分

    请给我一个解决方案来减少电机热量。

    谢谢、此致

    Shriram J

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    您好、Shriram J、  

    电机上的5.5A 额定值是否为峰值电流额定值? 还是连续电流额定值? 如果 峰值电流为5.5A、您是否能够检查连续电流额定值是多少? 峰值电流仅以电机在短时间内可以处理的电流量为基准。  即使电机未在电机的峰值电流下运行、如果电机的运行电流超过连续电流额定值、仍然会发生过热。

    尽管测试未导致故障跳闸、但我仍希望更准确地了解电机中的电流大小。 如果您可以 使用有用的示波器测量其中一个集成感应放大器(SOx 引脚)的输出、 我还建议使用占空比为60%的新电机、以查看其中一些问题是否 是由旧电机损坏造成的。  

    由于 CSA 增益增加至20V/V、您在电机驱动器中看到了多少额外发热?  

    此致、

    Anthony

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    您好、Shriram J、  

    我将关闭此主题、因为我们已离线讨论布局更改。 一旦您对布局进行了更改、我们就可以随时联系我、并再次进行审阅。 如果您有任何相关问题、请随时使用"提出相关问题"按钮并创建新主题。

    此致、

    Anthony