This thread has been locked.

If you have a related question, please click the "Ask a related question" button in the top right corner. The newly created question will be automatically linked to this question.

[参考译文] DRV8256:使用 PWM 控制速度时、电机升温

Guru**** 1652030 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/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed

器件型号:DRV8256

大家好、

以下是客户提出的问题、可能需要您的帮助:

DRV8256P 用于驱动最大电流为2A 的24V 直流电机、芯片的 IN1使用50kHz PWM 信号、IN2通常为低电平。 Itrip 设置为2.5A、Toff 设计用于24us 慢速衰减模式。

当 PWM 信号的占空比介于30%和90%之间时、电机足够热、温度上升50°C、而当占空比在20%或100%以内时、 电机的温度正常、这与直接使用直流电压驱动电机时的温度相同。

1) 1) PWM 信号占空比介于30%和90%之间的电机温升是否正常?

2) 2)可能的原因是什么?

3) 3)是否有冷却方法?

您可以帮助检查此案例吗? 谢谢。

此致、

樱桃

  • 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、Cherry、

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed "]当占空比在20%或100%以内时、电机的温度正常、与直接使用直流电压驱动电机时的温度相同

    为了澄清这一点、您是否说当占空比等于20%或100%时、电机温度是正常的?  

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed ]1) PWM 信号占空比介于30%和90%之间的电机的温升是否正常?

    一旦出现 PWM 开关、将会出现开关损耗以及 I2R 损耗、从而导致电机温度过高。 当占空比接近直流(~100%)时、开关损耗消失、只有 I2R 损耗主要导致温度上升。

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed ]3)是否有任何方法可以冷却?

    我会尝试更改衰减模式作为起点。 由于不同衰减模式的工作方式、某些衰减模式会产生更多的 PWM 开关来调节电流、并会导致更高的开关损耗。  

    此致、

    Pablo Armet

  • 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、Cherry、

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed "]

    DRV8256P 用于驱动最大电流为2A 的24V 直流电机、芯片的 IN1使用50kHz PWM 信号、IN2通常为低电平。 Itrip 设置为2.5A、Toff 设计用于24us 慢速衰减模式。

    当 PWM 信号的占空比介于30%和90%之间时、电机足够热、温度上升50°C、而当占空比在20%或100%以内时、 电机的温度正常、这与直接使用直流电压驱动电机时的温度相同。

    [/报价]

    因此、电机处于速度控制模式、并且电机上是否存在任何负载(泵或风扇应用)? 在驱动负载下、很难想象完全施加到电机的24V 电压(100%PWM)、并且它的运行温度低于40%PWM、因为无论铁层叠中的开关损耗如何、电机接线在100%时的 I^2R 损耗要高得多。 当然、您谈论的是驱动器芯片或电机体上的热量吗?

    BTW、为什么以50kHz PWM 而不是20kHz 驱动以降低开关损耗? 需要50kHz、因为电机具有非常低的电感绕组? 电机的 R 和 L?

    Brian

  • 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 、Pablo 和 Brian、

    感谢您的支持。

    [引用 userid="411901" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4498441 #4498441"]要说明、您是否说占空比等于20%或100%时、电机温度正常?  [/报价]

    当占空比小于20%或等于100%时、电机温度正常。  

    [引用 userid="411901" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4498441 #4498441"]我会尝试以启动方式更改衰减模式。 由于不同衰减模式的工作方式、某些衰减模式会产生更多的 PWM 开关来调节电流、并会导致更高的开关损耗。  [/报价]

    客户尝试了所有衰减模式、但变化很小。 然后他们决定使用慢速衰减模式。  

    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4498679 #449869"]那么、电机处于速度控制状态、电机上是否存在任何负载(泵或风扇应用)? 在驱动负载下、很难想象完全施加到电机的24V 电压(100%PWM)、并且它的运行温度低于40%PWM、因为无论铁层叠中的开关损耗如何、电机接线在100%时的 I^2R 损耗要高得多。 [/报价]

    在无任何负载的情况下、在电机处于空闲速度时测得的温度。

    是否控制衰减电流?

    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4498679 #449869"]您是否在谈论驱动器芯片或电机体上的热量?

    驱动芯片产生的热量正常。 这里的情况是电机体上的热量、通常在20分钟后开始变热。 使用热电偶进行两小时测试后、电机上的温度达到70度。

    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4498679 #449869"]顺便 说一下、为什么使用50kHz PWM 而不是20kHz PWM 来驱动以减少开关损耗? 需要50kHz、因为电机具有非常低的电感绕组? 电机的 R 和 L?[/报价]

    使用50kHz 是因为1k、2k、10k、20k、50k、100k 测试比较了驱动频率、发现电机温度在50kHz 时的上升时间最长、因此决定将频率驱动为50kHz。

    电机的 R 约为1.8欧姆、L 未指定、测量值约 为900uH @1kHz。

    谢谢、此致、

    樱桃

  • 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 Cherry、

    感谢您提供信息。

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4503076 #4503076"]驱动器芯片产生的热量正常。 这里的情况是电机体上的热量、通常在20分钟后开始变热。 使用热电偶进行两小时测试后、电机上的温度达到70度。[/QUERP]

    如果电机驱动器温度正常、根本原因可能是电机本身。 我将再次以20kHz 的频率测试电机温度并测量温度。 正如 Brian 提到的、所有迹象都表明由于开关损耗而产生热量。  

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4503076 #4503076"]使用50kHz 是由于驱动频率的1k、2k、10k、20k、50k、100k 测试比较、发现电机温度上升时间最长为50kHz、因此决定将频率驱动为50kHz。

    还有其他方法可以减缓上升时间。 添加简单的 RC 电路有助于降低输出边沿上升速度。 如果需要20kHz 的电机温度、则可以放置 RC 滤波 器以增加上升时间。

    此致、

    Pablo Armet

  • 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、Cherry、

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4503076 #4503076"]客户几乎没有改变就尝试过所有衰减模式。 然后他们决定使用慢速衰减模式。  [/报价]

    因为这些衰减模式仅在 ITRIP 电流限制触发时工作。 由于您的电机无负载运行、因此我认为它从未以稳定的速度触发电流限制。

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed ]DRV8256P 用于驱动最大电流为2A 的24V 直流电机、

    2) 2)可能的原因是什么?

    3) 3)是否有冷却方法?

    您可以帮助检查此案例吗? 谢谢。

    [/报价]

    为什么要在此应用中使用具有 PWM 模式的8256P、而不是具有相位/使能模式的8256E?

    PWM 模式将导致电机上的更多热量损失、原因如下: 根据表7-3、在 IN1输入上的每个低电平时间(0v) PWM 周期、当 IN1和 IN2 = 0v 时、电机被制动、导致电机线路上短路、这会导致电机中的高电流产生热量(I^2R)。

    在 PH/EN 模式下、通过 PWM 输入连接到 EN 引脚、当 PWM 信号为低电平时、会导致 FET 处于高阻态 、因此流经电机的电流很低、产生的热量也更少。

    在 PH/EN 模式下、我认为您应该尝试20kHz PWM、我认为它使用的电流小于50kHz。

    Brian

  • 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、Pablo 和 Brian、

    [引用 userid="411901" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4504296 #4504296")如果电机驱动器温度正常,根本原因可能是电机本身。 我将再次以20kHz 的频率测试电机温度并测量温度。 正如 Brian 提到的、所有迹象都表明由于开关损耗而产生热量。  
    还有其他方法可以缩短上升时间。 添加简单的 RC 电路有助于降低输出边沿上升速度。 如果需要20kHz 的电机温度、则可以放置 RC 滤波器以增加 上升时间。[/quot]

    客户会尝试验证这2个案例。

    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4504486 #4504486">因为这些衰减模式仅在 ITRIP 电流限制触发时有效。 由于您的电机无负载运行、因此我认为它从未以稳定的速度触发电流限制。

    ITRIP 设置为2.5A、虽然电机是空载运行且以极小的电流运行、但电机启动时的电流将超过2.5A。 这是否会触发衰减模式?  

    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4504486 #4504486"]为什么要在此应用中使用具有 PWM 模式的8256P 而不是具有相位/使能模式的8256E?

    DRV8256P 是根据客户在停止电机时是否需要处于制动状态而选择的、如规格表7-3第2行和第5行所示、表7-2中未显示。  

    谢谢、此致、

    樱桃

  • 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 Cherry、

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4505080 #4505080"]ITRIP 设置为2.5A、虽然电机空载运行且以极小的电流运行、但电机启动时的电流将超过2.5A。 这是否会触发衰减模式?  [/报价]

    是、但仅在浪涌电流的短时间内。  

    在客户测试建议的解决方案后更新我们。

    此致、

    Pablo Armet

  • 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。
    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4505080 #4505080"]ITRIP 设置为2.5A、虽然电机空载运行且以极小的电流运行、但电机启动时的电流将超过2.5A。 这是否会触发衰减模式?  [/报价]

    这可能与电机温度上升无关、因为电机已经以非常低的电流达到最终速度、所以在这种情况下、所选的衰减模式是无用的、并且对温度上升没有影响。

    [引用 userid="496057" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1193303/drv8256-the-motor-heats-up-when-using-pwm-to-control-the-speed/4505080 #4505080"]DRV8256P 是根据客户停止电机时是否需要处于制动状态而选择的、如规格表7-3第2行和第5行所示、表7-2中未看到这些内容。  [/报价]

    合理的理由。 但是、您仍然可以使用8256E 来减慢电机速度(制动)、方法是:假设电机在 PH = 0和 EN = 70% PWM 占空比的情况下以 CW 方向旋转、然后在时间 t0时、您希望停止电机、 但是、您可以在 T 秒的持续时间内更改方向、而不是将 PWM=0设置为停止电机成本(高 Z)、这需要更长的时间、而是将 PH=1时的 PWM 从0增加到值 A (在实验中确定)。 假设您在 PH=1时改变方向、并在2秒内将 PWM 从0增加到70%、电机停止或接近停止、然后设置 PWM=0。 这会使电机快速停止、甚至比在制动模式下使用8256P 更快。

    Brian