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[参考译文] DRV8323:启动时的栅极-源极过压以及最大驱动电流

Guru**** 2484615 points


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/1163647/drv8323-gate-source-overvoltage-at-startup-with-maximum-drive-current

器件型号:DRV8323

您好!

我将使用不同的栅极电流进行测量。 当选择最大驱动电流(1A)时、低侧 FET 在启动期间会产生高栅极-源极电压。

以下测量显示了低侧 FET 的栅源电压(黄色)。 第一个脉冲 几乎达到16V。  随着运行时间的推移、栅极-源极电压稳定下来。

只有在最大驱动电流设置下才能观察到这种行为。

 您对影响的原因有什么想法吗?

提前感谢您的帮助。

此致

托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    我打算在下星期中作出回应。

    此致、

    Akshay

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    您好 Tobias、

    VM 上的电压是多少?

    数据表中的 GLx 最大值= 12V、您的捕获结果显示它超过12V、因此很奇怪。 但是、大多数 FET 栅极电压规格最大值为19V、因此即使 GLx = 16V、也没关系。

    Brian

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    嗨、Tobias、

     

    您似乎正在获得非常高的 VGS 压摆率。 您能否提供 VGS 打开和关闭的放大波形? 我还想知道您的 VDS 上升/下降时间是多少、因此其波形会有所帮助。 这可能是由于高栅极电流导致快速导通、从而导致尖峰。

     

    此外、您能否提供所用 MOSFET 的数据表?

     

    此致、

    Akshay

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    您好、Akshay、

    执行此测量主要是为了查看电子器件在最大驱动电流下的行为、而不是串联使用这些参数。

    对于此问题、我想了解这种过压是如何发生的、因为我不了解数据表中的过压情况。 看一下、低侧栅极电压由线性稳压器提供。 该线性稳压器如何提供过压、以及该电压为什么会在几纳秒后降低。

    要回答您的问题、有一张放大的启动时开关行为图片。  从2V 到20V、漏源边沿时间介于50ns 到150ns 之间。 VM 电源电压为22V。 在电流设置中、使用了两个并联 MOSFET、每个 MOSFET 具有8、3nF 的内部栅极和15nF 的外部栅极漏极容量。 单 FET 的栅漏电荷为34nC。

    此致

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

     

    我认为亚伦的以下 E2E 可能能够回答您的问题。

     

    https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1128363/drv8323-vgls-max-if-vm-is-24v?tisearch=e2e-quicksearch&keymatch=vgls

     

    此致、

    Akshay

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    您好、Akshay、

    感谢您提供 Aaron E2E 链接。

    我知道跟踪电感会导致栅极-源极电压过冲、尤其是在使用高驱动电流时。 我不理解的是、为什么这些过冲不会持续发生。

    这四个测量显示了不同的 IDRIVE 设置。

    驱动电流 1000mA 820mA 680mA 570mA
    灌电流 2000mA 1640mA 1360mA 1140 mA

    当选择高电流设置时、栅极-源极电压达到15V 以上、并  在几毫秒内降至所需的约12V
    假设原因是寄生电感、则电压过冲应是连续的、具体取决于所选的驱动电流、并且不会随着时间的推移而发生太大的变化。
    此外、所附的测量结果显示 、即使栅源电压看起来稳定、也会出现随机电压峰值。

    您认为这只是寄生电感、还是庇护了这种行为的来源。

    此致

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    我将与团队协商、并打算在下周做出回应。 但我很好奇地知道这是否仅发生在 C 阶段

    此致、

    Akshay

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    尊敬的 Akshay:

    我的同事可以在所有相位上观察到这种影响、但只能在低侧 FET 上观察到这种影响。 我仅对 C 相执行了后续测量

    此致

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    感谢您的澄清。

    我们将在下周提供反馈。

    此致、
    Akshay

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    嗨、Tobias、

     

    您能否解释一下这些测量是如何捕获的、或者电机正在执行什么应用? 电机是在负载下运行还是在空载情况下运行?

     

    为了弄清是否有一些寄生效应耦合到 GLx、我想查看相关信号:VM、SHx、GLx、相电流。

     

    你们使用的是公共接地还是分离接地? 现在、如果有来自接地的噪声耦合、那么您能否提供 SPX wrt PGND 和 GLX 的波形?

     

    此致、

    Akshay

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    您好、Akshay、

    在电机启动时在无负载的情况下执行测量、因此电机从零转至标称转速。

    栅极-源极电压是在 FET 旁边的栅极-源极下拉电阻器上使用差分探针测得的。 直接在 FET 上测量漏极源极电压。 所有测量线均为双绞线。

    电源接地和逻辑接地分离。 三个分流器位于低侧、低侧 FET 和 PGND 之间的每个相位对应一个分流器。

    我将继续进行一些测量、直至星期三。

    此致、

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    感谢您的澄清。 希望这些测量有助于确定耦合的来源。

    此致、

    Akshay

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    尊敬的 Akshay:

    您可以在下面找到进一步的测量结果。

    C1 黄色 GATE 低侧_B -> PGND
    C2 红色 Source_highs端_B -> PGND
    C3 蓝色 VM -> PGND
    C4 绿色 I_PHASE_B

    驱动电流 1000mA 570mA 1000mA
    灌电流 2000mA 2000mA 1140 mA

    我还尝试单独降低驱动器和灌电流设置。

    此致

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    感谢您提供波形、

    我将在下周对其进行审核并提供反馈。

    此致、

    Akshay

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    嗨、Tobias、

    我希望 SPx wrt 到 PGND 的波形与 GLX 一起、我认为可能会有接地与分离接地架构的耦合。

    最棒的

    Akshay

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    您好、Akshay、

    您可以在此处找到测量值。

    C1 黄色 SPB -> PGND
    C2 红色 GLB -> PGND
    C3 蓝色 SHB -> PGND

    驱动电流 1000mA
    灌电流 2000mA

    此致

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    我们认为、这种行为是由于流入低侧栅极的高注入电流导致 VGLS 稳压器的电压升高、因为 VGLS 上没有内部灌电流能力。

    这不是很常见、但高 IDRIVE 设置会在 LS MOSFET CGD 上耦合电荷。  

    您可以通过降低压摆率或在 GLx 和 GND 之间添加电阻器、以便在 LS MOSFET 导通时从 VGLS 吸收额外电流、从而减轻这种影响。

    最棒的

    Akshay

  • 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、Akshay、

    栅极和源极低侧之间已经放置了一个10k 电阻器。

    应将附加电阻器的尺寸标注为多高?

    此致、

    托比亚斯

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    嗨、Tobias、

    这是我们有关高功率系统的应用手册中的一个部分。 "这些下拉电阻的范围从数十千欧到数百千欧"

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

    这些测试是否在极高的 IDRIVE 上执行以用于特定用途?

    希望这一资源将证明是有用的。

    最棒的

    Akshay

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    您好、Akshay、

    执行这些测试是为了测试电子器件的限值、而不是用于串联应用。

    我们无法想象这种过压是如何发生的。 感谢你的帮助

    此致、

    托比亚斯