有时、图片确实值得用千字来描述、例如电机和电机驱动器故障排除。 这篇文章讨论了在调试正在运行的电机时最常用的信号、并提到了我们在示波器图像中查找的一些波形特性。
有刷电机
常用信号:
- OUT1和 OUT2电压
- 电压尖峰或突降足以造成问题
- 导通期间电压衰减的斜率、这可能表示大容量电容不足
- 查找输出变为高阻态或不稳定
- VM (电机电压)
- 电压尖峰
- 欠压、尤其是在12V 以下的低压系统上
- 输入信号
- 有助于关联其他信号的时序和预期行为
- nFAULT
- 确定或排除电机是否达到过流保护(OCP)、欠压保护、检测到失速等
- 绕组电流
- 确定驱动器是否为斩波电流
- 查看输出电流是否与输入信号匹配
此外、了解您使用的设置、例如相位/使能与 PWM、任何电流限制等、也很有用
以下是一些用于调试有刷电机的其他有用资源:
- [优秀教程]测试、调试有刷直流电机的提示和技巧
- [应用报告]电流再循环和衰减模式
- [常见问题解答]用于控制有刷直流电机的接口(PH-EN 或 PWM)是什么
- [常见问题解答]《调试 BLDC 电机驱动器中常见问题的快速指南 》(其中许多点也适用于有刷电机驱动器)
- [常见问题解答]如何控制电机驱动器输出上的电压尖峰?
步进电机
步进电机驱动器通常比有刷电机驱动器具有更多的特性和设置。 在许多情况下、放大到可以看到1个完整电周期的位置最有用、然后放大到1-2个单独的步长、这样您就可以看到在每个步长处如何调节电流、从而查找调节问题。
要查看的常用信号包括:
- 电机一相的电流(例如、流向电机的线缆周围的电流钳制)。
- 确定步进分度器表中电机的位置
- 查找表明不同衰减模式的不稳定电流可能更好
- 电流探头最适合这种情况、但如果使用感应电阻器进行电流调节、您还可以测量该感应电阻器上的电压。
- nFAULT
- 确定或排除电机是否达到过流保护(OCP)、欠压保护、检测到失速等
- nHome (如果器件具有)
- VM (电机电压)
- 寻找电压尖峰或骤降
- 不稳定性
- 阶跃输入信号
- 有助于关联其他事件的时序
- 不带内置分度器的步进驱动器的 VREF 信号
- 根据需要确认 VREF 信号是正弦信号还是微步进信号
以下是有关调试步进电机的一些其他有用资源:
- [优秀教程]测试和调试步进电机的提示和技巧
- [常见问题解答]调试步进电机
- [常见问题解答]如何解决常见的步进电机失速检测问题
- [常见问题解答]步进电机可闻噪声
- [应用报告]如何降低步进电机的可闻噪声
- [应用手册]如何提高步进电机的运动平滑度和精度
- [常见问题解答]梯形电机与正弦电机
调试策略摘要
下表显示了电机驱动器中常见的故障类型、这些故障的时序、故障检测阈值、通用恢复方法以及通过在 nFAULT 下降沿触发来确定故障的进一步调试波形。 请注意、由于受寄生电容影响的敏感电路、最好使用低电容探头和/或差分探头在尽可能靠近 DRV8xxx 的位置测量波形。
故障 |
时序 |
阈值 |
恢复 |
进一步调试的波形(在 nFAULT 下降沿触发) |
电源欠压 |
VM/PVDD UVLO 抗尖峰脉冲 |
VM/PVDD UVLO 下降 |
VM/PVDD UVLO 上升 |
VM/PVDD、nFAULT (放大至10us/div) |
热警告/热关断 |
自动(无抗尖峰脉冲) |
TJ > TOTW (警告)、TJ > TOTSD (关断) |
TJ < TOTW - THys (警告)、TJ > TOTSD - THys (关断) |
VM、VCP、OUTx、nFAULT。 在栅极驱动输出或稳压器上查找任何“高于正常值”的电压,以在内部指示过应力或更高的功率损耗。 |
电荷泵欠压 |
CPUV 抗尖峰脉冲 |
CPUV 下降 |
CPUV 上升 |
VCP/CP、VM/PVDD、nFAULT (放大至10us/div) |
过流保护 |
|
OUTx 电流高于 OCP |
电流< OCP 抗尖峰脉冲 |
OUTx 电流、OUTx 电压、nFAULT、VM (放大至10us/div) |
从示波器提取图像
提高您共享的波形图像分辨率的一种简单方法是从示波器获取源图像、而不是通过电话拍照。 大多数示波器的前端都有一个 USB 端口、用于将闪存驱动器插入以进行文件传输。 一些较新的示波器通常包含 Web 界面、因此您可以无线从示波器中提取这些图像。
Teledyne LeCroy 示波器: 打开 Web 浏览器并转至 ScopeIPAddress/instrumentscreen.html (例如10.1.2.3.45/instrumentscreen.html)。 这将显示示波器屏幕、您可以右键单击并复制或保存图像。
Tektronics 示波器: 安装免费的 TekScope 实用程序、如下所示: https://forum.tek.com/viewtopic.php?t=140451 它支持从示波器提取全分辨率图像、以及获取原始数据的 CSV 文件以及其他功能。