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[参考译文] DRV8350:DRV8320 -栅极驱动器和可能的电荷泵故障

Guru**** 675280 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8350, CSD18542KTT, CSD19532KTT, DRV8320
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/735873/drv8350-drv8320---gate-driver-and-possible-charge-pump-failure

器件型号:DRV8350
主题中讨论的其他器件: DRV832XCSD18542KTTCSD19532KTTDRV8320

我最初使用 DRV8320S 实现了电机驱动、并由于硬件故障而迁移到 DRV8350S。 在测试 DRV8350设计时、我遇到了第一次故障、其中栅极驱动器的接地阻抗比其他两个栅极驱动器低得多。 每当我尝试使用驱动器时、CPUV (电荷泵欠压)和 VGS 故障位都会被置位。  

在采用 DRV8320S 的设计中、由于 Rdson 随栅极电压和温度的变化较大、因此 VDS_LVL 提供的保护不足以提供过流保护。 我们遇到了故障、其中 FET 将以各种不同的方式短接、栅极到漏极、栅极到源极、源极到漏极以及所有三个端子都短接。 此外、DRV 中的栅极驱动器会对地短路(或低阻抗)。 为了解决该问题、我们添加了一个安全电路、用于监控来自所有低侧 FET 源的总低侧电流、如果跳闸、则会将所有 INL 信号设置为低电平。 该电路还可防止[1]中描述的问题、即芯片以6x 模式启动、INL 和 INH 值未知/错误。 我们还迁移到了 DRV8350S、以增加我们的最大电压、从而确定该器件在应对电压尖峰时会更加稳健。  

考虑到我们刚刚在工作台上发生了另一个故障、DRV8350S 具有安全电路和更高电压的器件、我们正在寻找潜在的原因。 什么可能导致 DRV83xx 芯片中的栅极驱动器发生故障? 我们在驱动器出现故障时测试了外部过流安全电路。 驱动器配置为3x 模式、A 相上有固定的2/3占空比、B 和 C 上有1/3占空比、这使得电流快速增长。 过流安全电路正确跳闸、DRV 的下一次复位时、我们发现 A 相的栅极驱动器断开。一个可能的故障可能是[2]中提到的 IDRIVE 设置。 我刚刚增加了这些值、并将设置为低于的值、在这里可以看到栅极或 A 相连接点上出现振铃。 我们在较低的 IDRIVE 设置下成功运行了测试、但器件未损坏。 是否有办法确定保存 IDRIVE 和 TDRIVE 设置? 调整栅极驱动特性时、应优先考虑 TDRIVE 或 IDRIVE 吗?

[1] https://e2e.ti.com/support/motor-drivers/f/38/p/661384/2433911?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=1x%20pwm#2433911

[2] e2e.ti.com/.../2565497

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    您好、Allen、

    我们将深入了解这些要点、并将向您回复。
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    您好、Allen、

    说明、如果您可以提供:

    -对于 DRV8320S、您是否看到了 EVM FET 的 Rdson 变化? 我想知道您看到的差异是否与布局有关。
    -对于 DRV8350S:您专门使用哪款 IC? 此外、您是否正在使用 EVM?
    -使用 DRV832x 或 DRV835x 时,您要操作的驱动器设置是什么? 我看到您写的内容、即如果没有看到 CPUV、VGLS 故障、则无法使用 DRV8350S。 是这样吗?
    -确定安全 IDRIVE 值是指您希望对 FET 进行 PWM 处理的速度、以及是否有足够的时间为 FET 的栅极电容充电。 增加 Idrive 有助于为 FET 充电。 您是否查看过 IDRIVE、TDRIVE 应用手册? 第1.4.1节提供了有关如何计算 IDRIVE 的示例、第2.2.2节提供了确定 TDRIVE 所需遵循的指南。 我将首先确定您的 Idrive 以有效地打开 FET、然后操纵 TDRIVE 等待足够长的时间、使栅极电压上升到必要的值。

    www.ti.com/.../slva714b.pdf
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    我们在 DRV8350RS 设计和 CSD18542KTT DRV8320RS 设计中使用 CSD19532KTT。 如果我看一下 CSD18542KTT 的图8、可以看到 FET 在启动和硬运行之间会遇到0.9-1.5x 的差异、这对应于与标称跳闸电流类似的范围。 此外、由于 FET 具有如此低的导通电阻、VDS 电平很小、电流电平~20A 的设置粒度很小。 我认为变化不是由布局造成的、这只是理论上的差异。

    我们将在定制基板上使用 DRV8350RSRGZT、这是我们使用 DRV8320RS 时使用的板、该板经过轻微修改、可使用电压更高的部件。 无 EVM。

    最近、我修改了 DRV835x 上的 IDRIVE 值、并销毁了一个 DRV 芯片、导致该 DRV 芯片上持续存在 CPUV 和 VGLS 故障。 DRV832x 有多种故障、其中许多故障导致 DRV 芯片损坏、并出现 VGS 故障、但我无法确定是什么导致了故障。 DRV835x 栅极驱动器故障后、我立即编写了原始帖子。 更大的 IDRIVE 值会导致不良的振铃、我认为这可能会发生。

    原始帖子中的参考[2]表明有 IDRIVE 值可能会损坏 DRV 芯片、因此虽然应用手册提供了建议值、但它不讨论限制。 使用 CSD19532KTT (100V 器件)、看起来最小值分别为10mA 和20mA 拉电流和灌电流、因此开关时间分别为560ns 和280ns。 这些似乎适用于我们的应用。
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    您好、Allen、

    谢谢你。 让我和团队讨论一下我们应该如何处理 IDRIVE/TDRIVE 的建议值、在更高值时看到的振铃以及您在 DRV835x 上看到的较低阻抗测量。 您是否还想澄清其他问题?

    此外、我想知道您必须测量接地阻抗的测试设置以及如何测量 DRV8350电路板接地覆铜。 您是否具有专用电源/接地平面?

    对于您的应用、您在 DRV835x 和 DRV832x 方面有哪些问题可帮助您进入运行状态?
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    需要说明的一点是:从栅极到接地进行了低阻抗测量、这表示栅极驱动器出现故障。

    DRV8350电路板与电源平面和接地平面进行了布局、但低侧电源均连接到顶部的大覆铜、因此我们可以测量安全电路的总低侧电流。 大覆铜通过功率测量电阻连接到接地层。

    目前、我们正在运行 DRV832x 电路板、但我们的下降速率为20%、其中很大一部分具有故障栅极驱动器。 到目前为止、我有一个故障(测试时间更短)、这是一个栅极驱动故障。 我们正在尝试了解出现栅极驱动器故障的原因、因为我们无法实现20%的故障率。 如果我可以私下提供设计文件、我会很乐意提供这些文件。
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    您好、Allen、

    请接受朋友申请、以便我可以私下访问设计文件。
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    您好、Allen、

    我们正在研究这些设计。 说明:

    1.您是否曾尝试使用新的 DRV8350板、分别具有10mA 和20mA 的 IDRIVE 设置、拉电流和灌电流设置、如上所述?

    2.您的 VBUS 和持续/瞬时电流负载是多少?

    3.两个布局说明:您是否在 DRV8320板和 DRV8350板之间使用了几乎相同的电路板布局? 您的电源平面和接地平面是仅一个平面还是两个单独平面?

    4.您是否在两个 DRV 应用中使用相同的电机/负载?

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    1.是的、我目前以10mA 和20mA 的电流运行、由于担心会损坏更多电路板、尚未损坏 DRV8350电路板上的任何驱动器。

    2、VBUS 是48V 和10A 连续电压、20A 瞬时电流、目前我的负载仅使用6.5 CONT, 15瞬时电流。

    电路板在 DRV8320和 DRV8350之间几乎相同、DRV8350电路板中有一个常见的低侧感应电阻器、需要在顶部覆铜、该覆铜通过感应电阻器连接到接地层。 两种设计都使用两个单独的电源平面和接地平面。 我们的层叠如下所示:

    信号
    电源-分割平面、共用平面上的所有 VBUS、除发送给 DRV 的逻辑信号外的所有公共平面上的逻辑电平
    接地-平面
    信号

    4、是的、我们在两个 DRV 应用中使用相同的电机/负载。
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    您好、Allen、

    感谢您的讨论。 如果需要、我将等待您在将来的终端上提供进一步的输入。 现在关闭此主题。
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    Hector、

    经过额外的测试、我们将获得 DRV 故障、其中故障状态寄存器中的 FAULT 位被置位、 而 VGS 状态2寄存器中的 GDUV 位被置位。 什么可能导致 GDUV 位被永久有效置位?

    谢谢、

    艾伦

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    艾伦

    您是否仍在使用低 iDrive 设置?

    您能否共享您的布局和原理图? 很抱歉、如果之前已分享、我将从 Hector 接管此案例。

    此致、

    -Adam
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    艾伦

    由于不活动、我正在关闭此主题。 如果需要、请再次发布。

    此致、

    -Adam