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[参考译文] DRV8825:电荷泵电容器选择

Guru**** 2803895 points

Other Parts Discussed in Thread: DRV8825

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/998605/drv8825-charge-pump-capacitor-selection

器件型号:DRV8825

您好!

我是一名顾问、为在设计中使用此部件的客户进行详细的设计审查。 它们目前为 CP1/CP2电荷泵组件填充一个0.1uF 电容器、而不是推荐的数据表值0.01uF。 虽然我理解遵循数据表建议的根本重要性、但"不遵循数据表建议"并不足以说明在当前生产中需要为客户更换医疗设备。  我需要说明他们的器件选择是否会改变电荷泵的行为/性能、从而产生特定的问题、以及该问题是什么、作为设计更改的理由。

我最初为这个问题打开了一个支持请求单(CS0502962)、并被指向以下主题以了解一般性能理由:https://e2e.ti.com/support/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/716344/drv8818-capacitor

如果您深入研究此主题、您将看到评论者说过将 VCP/CP 的比率保持在1:2和2:1之间、以确保情况正常、但 DRV8825数据表建议 VCP CAP=0.1uF 和 CP1/2 CAP=0.01uF。 这是一个10:1的比率。 因此 DRV8825数据表建议与该主题中介绍的行为/性能原理不一致。

请提前告知并感谢您的帮助。

Chris

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    尊敬的 Chris:

    感谢您在论坛上发帖。

    请给我一天时间来研究您的问题、明天我将回答您的问题。

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    尊敬的 Chris:

    让我首先回答您的问题、即不同的 CPL/CPH 和 VCP 电容器如何影响电荷泵的性能。  

    电荷泵有一个最小值(VCP_MIN)和最大值(VCP_max)。 电荷泵仅在需要时充电(VCP 接近最小值)、然后在 VCP 达到最大值时放电(这是为了防止损坏器件的 VCP 过充)。 放电所需的时间取决于许多因素、例如 VCP 电容、泄漏电流等。 有一个内部比较器不断检查 VCP 是否在范围内。  

    通常、VCP_MIN 和 VCP 之间的差值约为400mV、但可能会有所不同。 该器件的设计使差异不影响其性能。  

     

    CPL 会将其电荷转储到 VCP 仅片刻(足以将 VCP 充电至最大值)、并在 VCP 达到最小值之前停止转储电荷)、这会定期重复、其频率将定义纹波的频率。 (如下图所示)。

    因此、VCP 和 CPL-CPH 电容值与建议值不同将导致电荷泵频率与器件最初设计的频率不同。 它可能会导致器件异常运行。

    1µF 0.01µF 是否有理由要使用.k Ω 而不是推荐的 k Ω?

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    Pablo、感谢您对行为的详细解释。 非常有帮助!

    设计此电路的人员不再与(客户)公司合作、我怀疑目前的设计选择没有任何理由。 我还没有具体问过、但我在这里的 MO 要引导技术原因、说明现有设计选择为何会出现问题。 这是一种正在生产的医疗设备、因此需要在有保证的情况下进行设计更改、这是一个非常强烈的问题原因。

    您能否更具体地说"它可能会导致器件异常运行"? 在这种特定情况下、似乎比推荐的 CP1/CP2电容大10倍会导致电荷泵的有效充电/卸载频率达到1/10。 如果对芯片设计没有任何深入的了解、我就无法找到这对芯片来说会有问题的原因。

    在没有任何更具体的信息的情况下、如果此电容值选择与器件的生产合格/验证/验证方式相对应、那么这可能是设计更改本身的充分理由、因为 TI 认为已经使用指定值的电容器对芯片进行了专门认证、 在本例中为0.1uF。 谢谢你。

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    尊敬的 Chris:

    数据表中给出的建议电容器值可提供最佳的电荷泵性能。 在该器件的设计阶段、进行了仿真以确定最佳电容值、从而使驱动器性能更加稳定和可靠。 在验证/测试阶段、使用了这些电容值。 这并不意味着如果使用其他电容值、驱动器将无法正常工作。 电荷泵的行为(正如我在上一个答复中所解释的)将会改变。 用户应确定该行为是否会影响其系统性能。

    我知道这是一种医疗设备、需要重新设计。 让我在内部做更多研究、以确定使用0.1µF μ F CPL/CPH 电容器而不是0.01µF μ F 建议值是否存在任何风险。 我将于2011年5月11日返回给您。

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    尊敬的 Chris:

    我很抱歉答复很晚。 我仍在研究您的问题。 请多给我两天时间作答。

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    尊敬的 Chris:

    该设计在仿真和基准验证/生产测试等中针对建议的电容器进行了验证。 以下情形无法在生产器件上的所有变量中进行全面测试。

    1. CP2-CP1上的高电容可能会在上电后的初始充电过程中使电荷泵 FET 承受更大的应力。 尤其是当它们的 VM 接近最大工作电压时
    2. 在从飞跨电容到存储电容的电荷倾倒阶段、有 VCP 电压监控电路可确保 VCP 不会过冲。 但该比较器和电荷倾卸关断电路具有一些延迟。 较高的飞跨电容会转储更多的电荷、并且可能会导致 VCP 上的过冲更高、从而导致电气应力。

    我们建议降低反激电容器(CP1-CP2)、以防止潜在的电气过载问题。

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    非常感谢、Pablo。 这完全回答了我的问题。