[参考译文] DRV8323R：GHx 和 GLx 波形

尊敬的 James：

我认为两张照片上的死区时间都在350-400ns 左右、看起来不错。 SHB 电压的形状表明电流在两幅图上流入 SHB 半桥。 当 SHB 电压开始下降时、第二张图片上的振铃开始。 我可以想到这种振铃的两个来源、第一个是 HS MOSFET 体二极管的反向恢复、第二个是 LS MOSFET 的栅极和漏极(CGD)之间的容量耦合。 如果 IDRIVEP_LS 尚未如此低(30mA)、我会尝试降低该值、或者改进 PCB 布局以限制 LS MOSFET 栅极电路中的寄生电感。

此致、

Grzegorz

尊敬的 James：  

感谢您将问题发布到 e2e 电机驱动器论坛-  

我已将此主题分配给一名团队成员、我们的目标是在一周结束时提供后续步骤的回复  

此致、  
Andrew  

[引用 userid="540825" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1162202/drv8323r-ghx-and-glx-waveforms "]

我使用 DRV8323RS 来驱动 PMSM、但 MOSFET 会在 高电流时烧坏或指示 VDS_OCP。

我认为这是振铃问题、在 CHB 下降期间、死区时间似乎不起作用。

[/报价]

尊敬的 James：

如果您认为死区时间不够长、导致击穿导致 FET 损坏、您是否认为高侧和低侧 FET 在损坏发生之前是热的？  我会小心地触摸 FET 以感应温度。 根据 SHB 的波形、这对我来说是正常的。 如果发生击穿--高侧和低侧 FET 都导通-- 然后、信号 SHB 应该在 VM 和 GND 中间有一个值、或者在死区时间内有大约24V 的值、但我们在图中看不到、相反、SHB 具有从高到低或从低到高的平滑转换。

GLB 有一些振铃、但这应该不会导致击穿、因为 GHB 在400ns 之前显然已关闭。

FET 可能不会因击穿电流而损坏、而是由于 VM 或 GLB 和 GHB 上的高电压尖峰而损坏。

Brian

[引用 userid="424977" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1162202/drv8323r-ghx-and-glx-waveforms/4370272 #4370272"]我可以想到这种振铃的两个来源，第一个是 HS MOSFET 体二极管的反向恢复

在 SHB 处于高电平期间、没有电流流经体二极管、当 GHB 关断时、传导的低 FET 体二极管不是顶部的、因此我不明白为什么您说 HS 二极管处于反向恢复状态。 HS 二极管仅在 LS FET 关断然后 HS 导通时导通、但这不是在 LGB 振铃期间发生的情况。  

Brian

您好、Grzegorz、

感谢您的回复。

  IDRIVEP_LS 过低可能 会影响控制性能、我们 现在根据 TI 布局指南检查 PCB。

有关图片2的其他问题、

1.第二幅图片上的振铃峰值为3.5V，高于 MOS Vth。 我认为存在短路的风险。

2.在 GHB 下降沿有一个平台、这是正常的吗？

您好、脑

感谢您的回复。

振铃峰值超过 MOSFET Vth (2.5V)、我认为这可能会导致短路。 我没有接触 MOSFET、 但有迹象表明焊料从 MOSFET 下方渗出。  在某些测试中、芯片还报告了 MOSFET 过流故障。

电机在低扭矩下工作正常、但 MOSFET 在高扭矩下烧毁、 通常在 大约10A 总线电流下烧毁。

'在 SHB 处于高电平期间、没有电流流流过体二极管'

在死区时间期间的两幅图中、SHB 电压上升到略高于 VM、即 HS MOSFET 体二极管压降、表示电流流入 SHB 节点。

Grzegorz

尊敬的 James：

"一. 第二张图片上的振铃峰值为3.5V、高于 MOS Vth。 我认为存在短路的风险。"

当 GLB 上发生振铃(第二幅图)时，HS MOSFET 已关闭，且该振铃水平可能会导致 SHB 电压下降得更慢(如在 SHB/GHB 稍微平坦时大约12V 和4V)。 如果振铃较高、则可能会在 应打开时导致 Ls MOSFET 误导通、从而导致开关损耗增加、并可能导致更多问题。 如果这些可能的问题可能导致 HS MOSFET 栅极驱动器故障并导致击穿、我不知道。 这里的问题不是 GLB 振铃超过 Vth、而是下降到低于 Vth。

"二. GHB 下降沿有一个平台、这是正常的吗？" -请解释"平台"是什么意思

'电机在低扭矩下工作正常、但 MOSFET 在高扭矩下烧毁、 通常在 大约10A 总线电流下烧毁。'

电流越高，用 L*di/dt 表示的所有电压尖峰和振铃就越高，电流越高 MOSFET 体二极管的反向恢复电荷越高，也会导致 di/dt 和电压尖峰/振铃更高。 电机相电流比总线电流更重要、要测量该电流、您需要使用电流探头。 与下面的探针类似的廉价探针可能就足够了(高达65A)

https://www.amazon.com/Hantek-CC-65-Multimeter-Current-Connector/dp/B06W2KFZLW

要"捕捉"可能的电压尖峰和振铃、您需要具有至少60-100Mhz 带宽的示波器和探头。 为了限制探头拾取的噪声、最好使用接地弹簧、而不是鳄鱼夹。

对于可能会导致 MOSFET 击穿的电压尖峰、Brian 提到过、我会添加超出 MOSFET SOA 和过热的值。

这是一个很好的迹象、表明您的电路板在较低的负载下工作正常、现在您需要对其进行改进才能在较高的负载下工作、我认为具有低寄生电感和良好热性能的良好 PCB 布局至关重要。

此致、

Grzegorz

您好、Grzegorz、

感谢您 的建议。 我将尝试以高扭矩测量相电流和电压。  

我所说的"平台"是 红圈中的曲线、我认为 我知道它是如何产生的。

尊敬的 James：

我认为红圈中的所有东西看起来都不错。 首先、GHB 下降、当达到 Vth 时、HS MOSFET 关闭(由于 MOSFET 体二极管压降、SHB 上升了一个位)、然后进一步下降、直到它等于 SHB。 之后、它们都保持在 VM+二极管压降电平、直到 LS MOSFET 导通、这会导致 GHB 和 SHB 降至 GND 电平。

此致、

Grzegorz

James、您好、

 

由于 MOSFET 上的开关耦合、您可能会在低侧栅极上看到振铃。

降低 IDRIVE 是一种降低所见效果的方法。

本应用手册重点介绍了通过设计解决这些问题的不同方法。

https://www.ti.com/lit/an/slvaf66/slvaf66.pdf

这是我们的电路板布局指南。

https://www.ti.com/lit/an/slva959b/slva959b.pdf

 

我建议尝试它们、同时测量 VDS 和 GLX、以查看是否有任何改进。

 

此致、

Akshay

[引用 userid="540825" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1162202/drv8323r-ghx-and-glx-waveforms/4371675 #4371675"]振铃峰值超过 MOSFET Vth (2.5V)、我认为这可能会导致短路。 我没有接触 MOSFET、 但有迹象表明焊料从 MOSFET 下方渗出。  在某些测试中、芯片还报告了 MOSFET 过流故障。[/quot]

尊敬的 James：

我再看一下波形、看看一些奇怪的东西：

1.我同意您的看法、即存在击穿电流(高 FET 和低 FET 均导通)。 您说驱动器被设置为具有400死区时间、但 FET 栅极压摆率太慢、GLB 从12V 变为3V 所需的时间超过400ns、此时高 FET 也在3V 时导通、GHB 也是如此。 我在 SHB 上看不到振铃、为什么不将  IDRIVEN_LS 增大到高得多才能更快地关闭低 FET？ 驱动器芯片可将 IDRIVEN_LS 增加至最大2A 我认为这些是具有高栅极电荷的大型 FET、因此最好增加 IDRIVE 并缩短 FET 栅极的上升和下降时间、以加快 FET 关断和导通、从而避免击穿。

2.我不认为 GLB 上的振铃是击穿电流的根本原因，尽管我会增加 IDRIVEP_LS： 超过30mA，因为 GLB 从0v 更改为12V 所用的时间超过1600ns，没有任何好处。  

3.在10A 的高电流下，即使没有击穿槽，慢速导通和关断 FET (线性区域更大)也会产生大量热量。

我敢打赌、对于高 IDRIVE、问题将得到解决。

Brian

 

您好、 Akshay、

感谢您的回复。  我们现在将根据指南检查我们的设计和布局。

您好  Brian、

我 在今天电机旋转时使用示波器探针连接到示波器的 GND 重新测量了波形(图1)、可以看到 在 SHB 上偶尔会出现尖峰和振铃。 图2显示了单个触发器的波形。

我为  每个 FET 添加 RC 缓冲电路、似乎尖峰消失了、我将重新测试 电路板。

我还尝试了高 IDRIVE、但 GLB 上的振铃更糟。

James、您好、

测试完成后请告诉我。

此致、

Akshay

[引用 userid="540825" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1162202/drv8323r-ghx-and-glx-waveforms/4374007 #4374007"]今天 电机旋转时、我在示波器探针连接到示波器 GND 的情况下重新测量了波形(图1) 、可以看到 在 SHB 上偶尔会出现尖峰和振铃。 图2显示了单个触发器的波形。[/quot]

在第三张图片中、GHB 下降时有明显的振铃、足以再次打开 FET；发生了什么变化？ 为什么第二张照片没有在 GHB 上响铃？

Brian

不同  之处在于示波器探头连接 GND (电路板的 GND 和示波器的 GND)的方式。  电路板接地也可能 与 振铃耦合。

尖峰波形不受测量方法的影响。 当电机旋转时会生成尖峰。

[引用 userid="540825" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1162202/drv8323r-ghx-and-glx-waveforms/4375400 #437545]尖峰 波形不受测量方法的影响。 电机旋转时会生成尖峰。[/quot]

如果示波器波形为真、那么问题是为什么 GHB 在关断期间下降到大约10V、然后再次上升到40V？