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[参考译文] DRV8704:电机控制器以50MHz 奇怪的频率振荡

Guru**** 2379910 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8704, DRV8704EVM
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/678658/drv8704-motor-controller-oscillating-at-50-mhz-strangely

器件型号:DRV8704

在双刷直流电机设计中实施 drv8704时遇到了一些问题。 我们是莱斯大学的电饭车团队的一员、我们准备在两周内参加竞赛。  

问题是、当我们加速到一个速度、然后选择减速时、整个电路会变成一条海线、并开始以50MHz 的极高频率振荡。  

运行几秒钟后、电机驱动器电路开始以大约50MHz 的频率振荡、然后 DRV 芯片进入故障状态。
我们知道、因为我们已经对来自多个节点、高侧和低侧晶体管上的栅极以及负载上的信号进行了范围划分。 我们最近观察到这一点时、几个 FET 和 DRV 芯片损坏。

我们有几个关于如何解决这一问题的问题和理论。  

VM 引脚上的陶瓷旁路电容器、而不是大容量电容:

在(5)引脚功能下、VM 表示需要一个连接 GND 的0.1uF 旁路电容器、但在(8.2)典型应用中、VM 表示需要一个连接 GND 的0.01uF 旁路电容器。 在(10.2)布局示例中、VM 还显示为具有0.01uF 旁路电容。  

我想知道这是否是数据表中的错误? 如果是、要使用哪一个正确的旁路电容? 有什么不同吗?  

对电流感应电阻器进行滤波。 我们使用的电流感应电阻器为10 mOhm、预期每个电机的电流消耗高达30安培、但到目前为止、仅在电源电流约为2安培时进行了测试。 滤波电路的截止频率应为多少? 我们的电流感应电阻器是否足够大、能够从其中获得明显的值?  

我们将于本周二将赛车运送出去参加比赛、因此我们的团队将非常感谢您能尽快获得一些反馈!  

谢谢、  

Manuel  

我已附上了我们设计的鹰类文件以及我们问题的一些截屏。  

e2e.ti.com/.../failure-files.zipe2e.ti.com/.../Motor-control-BOM-_2D00_-Stage-3.xlsx

谢谢!

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    何塞、

    我认为引脚功能表中的电容器值可能是错误、因此我将在下一次数据表更新中做一个注释以更正该错误。 使用0.01 μ F 电容器。 这就是我们在 EVM 上使用的值。 我认为该值不应产生很大的影响、但电容器需要尽可能靠近芯片、以最大程度地减小走线电感。 我们还建议使用表面贴装电容器来降低引线电感。

    以下是有关滤波器设计的数据表说明:

    为了准确检测零电流、我们特意在零电流检测电路中放置了一个内部偏移。 如果在 xISENN 和 xISENP 引脚的电流感应电阻器上放置了一个外部滤波器、则必须保持对称。 这意味着 RISENSE 电阻器底部和 xISENN 之间的任何电阻都必须在 RISENSE 电阻器顶部和 xISENP 之间使用相同的电阻器值(1%容差)进行匹配。 确保最大电阻为500 Ω。 选择的电容值应确保 RC 时间常数介于50ns 和60ns 之间。 这些引脚上的任何外部滤波是可选的、运行时不需要。

    当您选择电流感应电阻器时、请确保它能够处理您预计的最大电流的(I^2) R 功率耗散。

    我无法打开您的原理图和电路板文件。 您可以将其作为 PDF 进行分享吗?

    从示波器屏幕截图中可以看到、您具有可能损坏 IC 和 FET 的大负电压。 您的 FET H 桥上是否有大容量电容器? 使用这些电阻器应该可以抑制电机和 H 桥瞬变。 DRV8704EVM 展示了如何在 H 桥上使用大容量电容器。

    FET 快速开关产生的瞬变/振铃也可能会耦合在 FET 的寄生电容上。 您可以使用较低的 IDRIVE 设置来减少这种情况。 FET 的开关速度较慢、但应减少振铃。

  • 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。
    尊敬的 James:

    我们已通过将 t_blank 设置为最小值、显著降低了影响、以前寄存器为0xFF。 此外、我们将 RC 低通滤波器与控制 PWM 占空比的模拟信号串联。 这两种解决方案防止了这种影响的明显出现。 让我们相信将 t_blank 降至最小值是预故障振荡的周期为20-21ns、大致等于 t_blank 的增量大小。

    振荡仍然偶尔出现。 我们还将考虑 FET 栅极的齐纳二极管击穿电压为16V。 这是为了在振荡再次出现时保护 FET。 我们已将拉电流和灌电流设置为100mA、t_drive 为1.05us

    谢谢、
    Mau
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    Mau 和 Jose、

    我很高兴您能够通过调整器件上的设置来提高电路板的性能。 添加齐纳二极管有助于保护 FET、因此这是一个好主意。 如果您可以进一步修改电路板、请尽可能使用宽、短的迹线、尽量减小迹线电感。 尤其是、您需要对电源引脚和 DRV8704到 FET 的栅极驱动布线执行此操作。 为了进一步防止电流尖峰、您可以在 FET 上添加 RC 缓冲器、并在整个 H 桥上添加大容量电容器。