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[参考译文] DRV8303：错误过流故障

admin
Guru**** 2378810 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/676717/drv8303-false-over-current-faults

器件型号：DRV8303

使用适当的阈值设置连接了空载、但数字输出端出现过流故障。 增加了阈值、但影响最小。 死区时间很大、增加死区时间也没有太大帮助。 可能出什么问题了？ 当仅禁用此功能时、它工作正常。 有10欧姆栅极电阻器。

谢谢。

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    您好梅森、

    OCP 的工作原理是测量 FET 的 VDS。 您能否在切换时拍摄 FET 的示波器截图、以查看 VDS 何时可能超出您为器件设置的阈值？ 这可能是由于 FET 的导通时间较慢、而不是击穿情况。 您在寄存器0x02中为 GATE 电流设置了什么？ 您可以增大它吗？
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    谢谢您、James 的回复。 栅极电流应该是最大值、但我们不确定我们的寄存器设置。 我们正在对其进行验证。 同时、您能否为我们提供一种替代硬件方法来禁用栅极信号而不关闭 SPI 总线。 我们的固件团队对使用 Gate_Enable 引脚阻止其与芯片的 SPI 链路感到不满意。
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    您好梅森、

    您使用的是3 PWM 还是6 PWM 模式？

    如果您将器件设置为6 PWM 模式、然后在所有 INxx 引脚上置为低电平信号、这将使栅极输出为低电平、并使 FET 电桥处于高阻态。 这是可以接受的吗？
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    感谢 James 的回答。 根据客户要求、除了 MCU 在两个独立的位置使栅极信号失效之外、还需要由硬件禁用电桥。 栅极信号被三态缓冲器阻止、这是第一种方法、第二种方法是使用 DRV 芯片的使能引脚、直到固件发出"否"信号！ 他们的 SPI 总线也在不断地消失、这是不可接受的。 我想打开升压电容器...

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    我不确定我是否完全理解您的设置。 我的建议是否有用？

    如果您的 MCU 在控制 INxx 引脚的引脚上具有高阻态条件、则会禁用所有 H 桥 FET。 INxx 引脚具有内部下拉电阻器、因此 H 桥默认应关断。

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    这与固件和 MCU 完全无关。 由客户安全系统控制的纯硬件应能够在两个位置关闭桥。 MCU 将仅通知引脚为高阻态、但这对客户来说是不够的。 您是否认为如果我打开升压电容器、它会杀死栅极？ 还有其他想法吗？

    谢谢、
    Mason
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    我不认为在电荷泵电容器的路径中放置任何东西是一个好主意、因为它是敏感电路。 您可能可以将 GVDD 短接至 GND 以启用 GVDD 的器件保护 UVLO。 我们不打算将器件用于此操作、但这是您可以尝试的操作。

    使用 EN_GATE 引脚时会出现什么问题、但在客户的安全条件清除后重新加载寄存器？
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    在与同事交谈后、我回复了我关于短接 GVDD 的评论。 我们不建议对电荷泵执行任何操作。
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    我假设 GVDD 接地短路导致 GVDD_UV 条件(PVDD 已满)仍然允许 SPI 运行、这与 PVDD_UV 不同、后者会导致其终止。 在这种情况下、我们又回到了业务中。

    固件抱怨启动时可能会接合客户安全锁。 因此、应该有一个专用状态机、除了根据这些锁在启动和运行期间/之后的转换条件/时序来(重新)初始化这个芯片之外、不执行任何其他操作。 我还在和他们讨价还价、但到目前为止还没有运气。

    如果将 GVDD_UV 短接至接地对芯片来说是安全的、并且在 SPI 仍在运行时可靠地禁用栅极、则我们会得到某种结果。

    谢谢、
    Mason

    PS)尚未听说过用于短路抖动的栅极电流固定。 将很快通知您。
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    好的、我明白了。 我必须找到另一种方式...
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    我唯一能想到的是在所有 INxx 引脚上放置晶体管或缓冲器、以便在特定安全条件发生时将它们拉至接地或打开 MCU 的路径(依赖于内部下拉)。
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    谢谢、James。 这已作为第一种方法完成。

    第二个问题仍在调查中、我认为我找到了解决方案。

    仍在等待 SC 振荡结果关闭此 TT。

    Mason
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    回到芯片中的错误短路故障、仅在高侧器件上发生。 我将获取栅极电阻器两端栅极电压的一些示波器捕获、这些示波器应告诉我们栅极电流是什么样的。 固件团队坚信栅极电流设置为最大值。

    FET 还具有并联的外部肖特基二极管。 C 相 FET 的5个引脚(引脚30-34)也保持断开状态。

    谢谢、

    Mason

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    如果您不使用 C 相、是否将 INxC 引脚保持在低电平？ 您是否使用3 PWM 或6 PWM 输入模式？

    当您读取故障寄存器时、您是否在 C 阶段看到过 OCP 故障、或者您是否仅在 A 和 B 阶段看到过 OCP 故障？

    OCP 的工作原理是测量 FET 两端的电压。 对于高侧 FET、该测量值介于 PVDD 和 SHx 之间。 虽然我对查看栅极信号感兴趣、但我主要对 FET 上的电压感兴趣。 如果您可以使用差分探头来测量从 FET 漏极到源极的电压、这将有助于找出 OCP 的原因。 您在 OC_ADJ_SET 位中编程的值是什么？ 当 FET 两端的电压超过该阈值的时间最短为1.5us 时、OCP 将触发。
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    尊敬的 James：

    INxC 引脚都保持低电平、其驱动器引脚保持开路。

    6个 PWM 模式输入。

    OCP 故障仅出现在 A 相和 B 相高侧器件上。

    OC_ADJ_SET 值当前为0x19H、并将其加倍会略微改善。

    我希望今天能够捕获栅极和漏源极电压。

    我还将使用不同的 OC_ADJ_SET 和 GATE 电流值运行一些场景。

    到目前为止、所有测试都是在电桥输出空载(开路负载)的情况下完成的。 但是、当我们禁用 OCP 故障时、我们使用它成功运行电机。

    如果您还想到了其他方案、请告诉我。  

    谢谢、

    Mason  

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    有关 GVDD_OV 故障的问题、基本上当 PVDD 达到64V 左右时、将设置此故障(16Vth - 12Vg@60V)。 正确

    谢谢、
    Mason
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    GVDD 应调节至11V 左右 如果以某种方式变为16V 或更高、器件将关断。 我认为它不能直接保护 PVDD。
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    谢谢、James。 这"不知为何"是大家现在的问题！ 它如何上升至16V？ 什么地方出错了？

    此致、
    Mason
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    7.3.3.4中数据表给出的示例是电荷泵电容器或 GVDD 电容器短接至高于16V 的外部电压。这种情况会完全关断芯片、只能通过切换 EN_GATE 引脚来复位。 如果出现这种故障情况、可能会在 电路板上放置导电材料、在再次使用之前应检查电路板(第7.4.1节)。

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    我们刚刚注意到、如果在 PWM 运行时对控制寄存器进行编程、则芯片的运行状态会变得不稳定、直到传输完成。

    换言之、当位流入控制移位寄存器时、与每个位相关的设置会根据移位的数据实时切换。

    控制寄存器是否被缓冲？ 我们应该避免在 PWM 运行时对芯片进行编程吗？

    谢谢、

    Mason

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    Mason、

    您尝试更改控制寄存器中的哪些位？ 与 PWM 频率相比、您的 SPI 时钟频率是多少？ 在您的最终应用中、您是否需要在驾驶时更改这些设置？

    由于控制寄存器控制器件中的栅极驱动功能、因此在主动切换器件时、我不会更改它们的设置。
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    Mason、

    数据表的第7.5.1.1节中提到了 SPI 输入如何处理数据：

    "当 SCS 处于低电平时、在时钟的每个下降沿、新输入字在 SDI 引脚上采样。 SPI 输入
    字被解码以确定寄存器地址和访问类型(读取或写入)。 MSB 将移入
    第一个。 只要 nSCS 保持低电平有效、任何时间都可以在位之间传递。 这允许两个8位字
    使用。 如果发送到 SDI 的输入字小于16位或大于16位、则视为帧错误。 如果
    这是一个写入命令、数据将被忽略。 然后、下一个 SDO 响应字中的 FAULT 位将报告1。
    在第16个时钟周期之后或当 nSCS 由低电平转换为高电平时、SDI 移位寄存器数据将被传输
    输入字解码的锁存器中。"
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    James、

    在 PWM 运行时、固件每1ms 将同一个字写入控制寄存器、这是错误的、而且会得到修复。 不过、我在示波器上清楚地看到、当 PWM 运行时、栅极电流会动态变化、这意味着在 nSCS 转换时不会缓冲/转储移位寄存器、或者每次控制字都在变化。 无论哪种方式、我们都会找到一个...

    谢谢、
    Mason
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    Mason、

    请您与我分享此示波器截图吗？
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    James、

    这是我在控制寄存器以1ms 的速率更新时捕获的三个在顶部漏源电压上以假随机发生的事件。

    正如您所知、它们代表50nC 栅极电荷下的所有3种栅极电流设置：0.25A、0.7A 和1.7A。

    谢谢、

    Mason

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    TI__Guru**** 2378810 points
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    Mason、

    感谢示波器截图。 我想知道、这是何时发生的、与 SPI 写入数据的时间有关。 如果栅极电流在 SPI 事务发生后发生变化、则您可能会看到栅极电流随着新数据计时进入寄存器而变化。

    作为应用工程师、我不确定器件的内部工作情况。 如果您希望我与我的设计团队一起研究这个问题、您能否拍摄一张示波器照片、其中显示了您在上面显示的迹线和 SPI 信号(SCLK、nSCS 和 SDI)？
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    TI__Guru**** 2378810 points
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    感谢 James 至今提供的支持。

    我们已完全停止更新器件、只需在启动时对其进行编程、每次我们需要清除故障时都是如此。 行为有了显著改善、但尚不可能进行全面调查(编码不完整)。

    我还会尽力捕获 SPI 信号...

    此致、

    Mason