[参考译文] DRV8701：H 桥驱动器

PWM 输入的脉宽精确度为600ns、因此抖动窄波形是正确的输出、但驱动器会以某种方式将下一个输出加宽至600ns 以上、如抖动宽图所示。 因此、驱动器芯片延迟将输出驱动为低电平。

您好 Brian、  

感谢您在帖子中提供详细信息和示波器截图！

为此、您需要的是传播延迟 TPD、即500ns。   有关说明、请参阅7.3.8传播延迟。   请参阅此应用手册、了解有关该应用的更详细的讨论、特别是第4页上的范围截图： 集成 MOSFET 驱动器中的延迟和死区时间

有趣的是、您可以在较低的 PWM 频率下尝试它、以便为 FET 提供更多的切换时间吗？  我想知道20kHz 对于该板中的 FET+idrive 组合是否太快。 我 在 Pololu 的论坛上发布 了有关 FET 规格的问题、希望他们能告诉我们、或者您可以阅读板上 FET 顶部的文字以确定它是什么。   

此外、您能否尝试更高的 VM 电压来查看这是否解决了问题、可能是36V？  我担心在 FET 关闭时、示波器图片中的电压会从20V 快速下降到12V。  如果您在上面放置的相同图像中包含 nFAULT 信号、这也很有用、这样我们就可以排除 OCP 或 CPUV 作为问题。   

此致、

Jacob

您好、Jacob、

感谢您指出 TPD、我现在理解了它。

2.我将 PWM 频率降低了一半至10kHz、抖动问题没有改变。 请参阅下面的波形。

请记住、这些波形是 FET 输出、但 DRV8701输出栅极驱动器 GHx 信号上也存在相同的抖动。

此致、

Brian

FET 为2R304、具有8nC 的小栅极电荷。

Brian

您好 Brian、

 TPN2R304PL 的 QG 根据 其数据表可达41nC、对于 VM>12V IVCP=12mA、因此12mA/20kHz = 6e-7 = 600nC、这远远大于41nC。  因此、我怀疑这是问题所在。   

您是否看过示波器上的输入信号以确保您的输入信号没有抖动？  我怀疑确实如此，但值得核实。   

您是否向电路板添加了额外的大容量电容？  我在 Pololu 页面上找到了此建议：  

我们的 EVM 使用2个470uF 50V 电容器。  这可能是过度死区、但我会尝试至少额外 增加200uF 的总电流。   

如果这不起作用、您是否有机会订购 EVM 并在那里进行测试、以查看是否发生了同样的情况？   https://www.ti.com/tool/DRV8701EVM

此致、

Jacob

您好、Jacob、

下面是具有600nS 脉冲的输入 PICS：一个在示波器触发点、另一个恰好在之后、我们可以看到 SMT 处理器生成的 PWM 脉冲没有抖动。

至于电路板的额外大容量电容、我不认为这是问题、因为电路板已经有一个陶瓷电容和至少10uF 或100uF 的电解电容(在主体上标记为100、HFT、631)、其外径为6.5mm、高度为7mm、尺寸良好、 然后、我仅在10kHz 频率或0.6%占空比的情况下打开 FET、因此该微小的能量脉冲不应导致 VM 产生任何高电流浪涌噪声。

顺便说一下、即使没有将电机连接到 H 桥、DRV7801也仍然具有输出抖动。 我想现在应该问芯片设计人员什么会导致 GHx 在每隔一个脉冲时延迟其下降沿。

第一个脉冲：

下一个脉冲：

此致、

Brian

您好 Brian、  

同意后、我将向我们的设计团队开一个 TT、看看他们对它的评价。  他们通常需要大约一周的时间来回应 FYI。  我还会向我的经理介绍、看看他的想法、他可能会有好的想法来测试其他事情。   

ahh 有趣的是、它在未连接任何负载的情况下具有该抖动。  请告诉我、在此期间、您是否进行了任何进一步的测试。   

此致、

Jacob

您好、Jacob、  

即使输入脉冲量化、结果输出也应是具有恒定脉宽输入信号的稳定脉宽信号。 您如何解释在输入脉冲为600ns 时、输出在560nS 和640nS 之间抖动？

这不是一个实用的主意、因为没有人想要以低至1kHz 至5Khz 的 PWM 频率驱动电机、因为这会导致可闻噪声耳聋。 这就是大多数电机使用20Khz 或更高 PWM 驱动的原因。 使用高于20Khz PWM 的另一个原因是电机具有低电感线圈绕线、以避免纹波电流。

在我们的案例中、电机停止时噪声非常明显、只有来自 PID 伺服控制环路积分器的非常小的 PWM。 您不能假定电机控制动态将始终具有更宽的脉冲宽度、因为当电机停止时、PWM 驱动信号(PID 环路的结果)可能为零或小脉冲、在我的情况下为600ns 脉冲。  无论脉冲宽度如何、驱动器芯片始终在两个值之间具有输出脉冲抖动。  

为什么数据表中没有明确指出两个值之间的输出脉冲抖动？ 考虑到死区时间和传播延迟、我不希望输出是输入的确切脉冲、但如果输入是稳定脉冲、则输出应为稳定脉冲。  

您好、Ryan、

我一直在使用许多类型的 FET 驱动器、包括 Allegro、International Rectifier、Infineon、STM、 Vishay、仅举几个例子、从未见过这样的东西。 您能否验证其中一个 EVM 上的抖动问题？ 由于我仍然不相信 TI 有许多 FET 驱动器存在此输出问题、因为此芯片的数据表中未指定抖动。 如果您知道任何涉及抖动的其他驱动程序的数据表、那么我认为是这样的。  

如果确实如此、为什么 TI 没有修订数据表以警告用户输出抖动？

我理解添加诸如去毛刺输入噪声等特性的好处、但重要的是、它不应该像在这种情况下那样为芯片添加不良特性、以保证电机产生可闻噪声。 我的意思是用户应对其输入信号负责、因此 TI 不应试图成为最终导致功能不佳的英雄。 想象一下拥有一个具有电机驱动焦点的影院镜头，当摄影师将焦点拉至10英尺并停下来时，仍然有一小部分积分器 PWM 的残留物来克服摩擦。 然后、摄像头继续以10kHz 的噪声进行记录(电机以20Khz PWM 驱动)。 许多 TI 驱动器可以在高达100kHz 和更高频率的 PWM 输入下工作、从而远离可闻频率、那么设计人员为什么可以接受抖动可闻噪声？

我想知道是什么类型的去毛刺脉冲电路会导致输出抖动。 人们可以想象设计 人员只是添加了一个数字低通滤波器来抑制窄脉冲、这不会导致抖动问题。

此致、

Brian

谢谢 Jacob、但我只想查看一份数据表、其中指定了输出抖动。 为什么 TI 不包含此重要参数？ 在其他不同条件下、抖动大于200ns 时会怎样？ 如果 TI 知道去毛刺脉冲电路导致输出抖动、那么为什么不告诉用户它的值是多少？

Brian

我希望看到 TI 应该指定输出抖动量的原因：用户希望将此驱动器用于许多不同的应用、例如无人机、它不关心电机线圈中抖动的低可闻噪声、 但对于其他应用、高频可闻噪声是无法通过的(室内安防远程控制摄像头或影院透镜焦点控制)。 借助数据表中指定的抖动参数、可以为许多电机控制工程师省去调试的麻烦、并为 TI 员工省去重复解释的麻烦。

Brian

您好、Ryan、

目前、驱动器芯片用于驱动2个音圈电机以移动 X 轴和 Y 轴上的光学元件、从而在电影行业中创建图像抖动电影画面、例如地球地震、赛车弹跳、电影爆炸等 在摆动影像之前和之后、X 和 Y 光学元件保持在透镜光学中心、并且电机处于伺服闭合反馈环路的所需位置、因此 PWM 输入保持不变或非常小。  

目前、我们有一些原型产品可用于归档测试、当我们准备好进行生产运行时、我将查看这些建议的驱动程序。 如果 TI 数据表未明确说明哪些驱动器具有输出抖动或抖动、则驱动器的选择将不清楚。

此致、

Brian