[参考译文] DRV8323：t_dead 和 t_drive、具有软件死区时间(2)

Unknown 说：

这就是我希望在 INHx (Digital4)更改之后几乎立即出现上升的高侧栅极-源极信号(红色)的原因、因为 t_dead 应该已经结束。 但在测量中、t_dead 似乎添加到了 INxx 输入信号的上升沿。

您能更详细地解释一下吗？

[/报价]

您好！

为什么要等30天后再提出这个问题？  原始线程关闭、因为30天内没有活动。 我和其他人现在必须再次查看数据表来为您提供帮助。

关于从 INH 到 GHx 的400ns 延迟：我曾指出有2种死区时间：驱动器使用 SPI 自动添加死区时间和用户死区时间。 在本例中、您需要添加 t-dead = 400ns、这正好是从 INH 到 GHx 的延迟。 该400ns 不是驱动器自身的逻辑死区时间。 为什么不让您尝试将零死区时间值写入 SPI 寄存器、然后看看从 INH 到 GHx 是什么延迟。

布赖恩

您好！

很遗憾、上个月我很少上班、很抱歉。

我想理解的是、如果 DRV 希望打开 FET、则 t_dead 始终添加到软件死区时间中。
当 t_dead 应该已经结束时、是否还会发生这种情况？
是否在进行中向每个开关添加了 t_dead？

当插入数字死区时间(t_dead /用户死区时间)时、数据表中没有进一步的说明

在6xPWM 模式中、该驱动器无法仅将 t_dead 设置为零。 因此、我需要知道时序才能调整软件死区时间。

感谢你的帮助

尊敬的 Tobias：

数据表第8.3.1.4.2节 TDRIVE：MOSFET 栅极驱动控制的下图展示了 TDRIVE 的时序图、其中包括了插入基准数字死区时间(tDEAD)的时间。  

此致！

~Alicia

Unknown 说：

我想先了解的是，如果 DRV 想要打开 FET，则 t_dead 总是被添加到软件死区时间。
当 t_dead 应该已经结束时、是否还会发生这种情况？
t_dead 是否在进程中添加到每个开关？

是的、始终添加 t_dead - SPI 最小值为50ns、硬件芯片最小值为100ns。 鉴于上述理解、为什么需要在示例中添加更多软件死区时间、例如1000ns？ 这会浪费总 PWM 范围、并导致电机电流失真。

我想使用软件死区时间、因为根据使用的 FET、用于死区时间插入的2V 阈值是不够的。 米勒平坦区域可能发生在阈值以下。

根据我预期的更新状态机、t_dead 仅在下降信号降至2V 阈值以下时才启动。

我的预期是下图中的蓝色箭头、但在我的测量中、似乎在 INxx 的信号变化之后也添加了 t_dead (绿色箭头)。
因为我无法从数据表中读出、所以您是否有关于添加 t_dead 的说明。

红色：栅极-源极高侧
黄色：栅极-源极低侧
软件死区时间：1000ns
T_DEAD：200ns
T_DRIVE：4000ns

Unknown 说：

如果添加了 t_dead，我无法从数据表中阅读，您是否有说明。

摘自数据表：

"TDRIVE 状态机的第一个作用是自动死区时间插入。 死区时间是外部高侧和低侧 MOSFET 开关之间的一段时间、用于确保它们不会发生跨导并导致击穿。 DRV832x 系列器件使用 VGS 电压监控器来测量 MOSFET 栅源电压、并确定正确的开关时间、而不是依靠固定的时间值。 借助该功能、栅极驱动器的死区时间可调整系统变化、例如温漂和 MOSFET 参数变化。 可以插入一个额外的数字死区时间(tDEAD)、并可通过 SPI 器件上的寄存器对其进行调节。"

为了验证这一点、我建议您更改软件死区时间= 0和 SPI t_dead=50ns、然后捕获要分析的相同信号波形。  

布赖恩

尊敬的 Tobias：

第 2.2节通过 TDRIVE 状态机实现稳健的 MOSFET 开关应用手册中的第2.2节详细介绍了《DRV8323：了解智能栅极驱动》数据表中提及的 TDRIVE 状态机

此致！

~Alicia

user6377656 说：

为验证这一点、我建议您更改软件死区时间= 0和 SPI t_dead=50ns、然后捕获相同的信号波形以进行分析。  [/报价]

如果我减少软件死区时间、t_dead 会按预期插入。 当栅源电压下降至低于2V 阈值时、将启动。

红色：栅极-源极高侧
黄色：栅极-源极低侧
软件死区时间：100ns
T_DEAD：200ns
T_drive 4000 ns

这将对应于2023年3月15日测量中的蓝色箭头。

您好、Alicia。

感谢您提供文档。 它引用如下内容：

"内部握手使用 VGS 监控器 实施方案、以确定何时一个 MOSFET 被禁用、何时可以启用另一个 MOSFET。 通过这种握手、系统可以在系统中插入一个优化的死区时间、而不会出现直通的风险。"

这也是我的预期行为(2023年3月15日蓝色箭头)、因为 驱动器应 根据栅源电压下降情况插入 t_dead。 2023年3月16日的测量结果显示了这种行为、同时缩短了软件死区时间。

我想知道、在使用软件死区时间时、驱动程序似乎也在 INxx 信号发生变化后设置 t_dead。 我尚未找到解释此行为的文档。

下表显示了 SPI 寄存器中的不同 t_dead 设置、软件死区时间为1000ns。

T_DRIVE：	4000 ns	4000 ns	4000 ns
软件死区时间：	小于1000ns	小于1000ns	小于1000ns
T_DEAD：	100ns 的脉冲宽度	200ns	400ns

我想/需要了解为什么在这里插入 t_dead。

此致、

托比亚斯

尊敬的 Tobias：

让我与我的团队讨论这一点、我将在下周回复您。

此致！

~Alicia

Unknown 说：

我想/需要理解,为什么在这里插入 t_dead。

始终添加 SPI t_dead、那么为什么会出现惊喜？ 如果您不需要太多的死区时间、则将软件死区设置为零。

布赖恩。

Unknown 说：

我的预期是下图中的蓝色箭头，但在我的测量中，t_dead 似乎也是在 INxx 信号更改后添加的(绿色箭头)。

蓝色箭头并非 t_dead、因为输入 IH 仍然为低电平。 蓝色箭头是 t_Drive = 4000ns 时间的一部分、与死区时间无关。

您不能期望 GHx 在蓝色箭头处变为 H、因为 HC 输入仍然为低电平、这会告诉驱动器此时将 GHx 驱动为低电平。

布赖恩

Unknown 说：

如果我减少软件死区时间、t_dead 会按预期插入。 当栅源电压下降至低于2V 阈值时、将启动。

红色：栅极-源极高侧
黄色：栅极-源极低侧
软件死区时间：100ns
T_DEAD：200ns
T_drive 4000 ns

这将对应于2023年3月15日测量中的蓝色箭头。

[/报价]

标记错误；它应该只有200ns、所以第一个标记应该被移回以与网格对齐。

不、这与3/15图片的蓝色箭头无关、它在标记后具有 HC Going H。 如果您降低 t_dead=50ns、那么 GHx 将在 GLx 为低电平时更快地开启150ns。

布赖恩

尊敬的 Brian：

user6377656 说：

SPI t_dead is always

您能否更详细地解释一下"Always (始终式)"的含义。
应用 t_dead 的条件是什么？
到目前为止、我所了解的唯一情况是：

• 栅源信号降至阈值以下
• 输入信号从 INHx 1、INLx 0 -> INHx 0到 INLx 1或  INHx 0到 INLx 1 -> INHx 1 、INLx 0
• 需要选择6x PWM 模式、3x PWM 模式或1x PWM 模式

如前所述、将软件死区时间设置为零并非总是可行的。

Unknown 说：

如果我降低软件死区时间，则按预期插入 t_dead。 它在栅源电压下降到2V 阈值以下时启动。

此致

托比亚斯

user6377656 说：

此标记错误；它应该只有200ns，因此应将第一个标记移回以与网格对齐。

有光标的图片是在我知道确切的阈值之前创建的。 因此我了解所选 t_dead 与使用光标进行测量的区别。
https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1061056/drv8323-tdrive-mosfet-gate-drive-control

2023年3月15日蓝色光标的目的是表明、 只有在关断 FET 的栅极-源极电压低于2V 阈值时(根据我的当前理解)才应添加 t_dead、该值在输入信号 INHx 发生变化时才会过期。 我不明白的一点是、INHx 变化和栅极-源极电压上升(红色)之间为什么有200ns 的延迟(绿色箭头)、因为我找不到对这种行为的描述。   如果我问您是否 解释总是更详细一点、这就是我想理解的行为。

user6377656 说：

SPI t_dead is always

此致

托比亚斯

Tobias,

每当用户使用 SPI 添加 t_dead 时、驱动器必须遵循此愿望、因此它会在输入变为 H 后添加该 t-dead、无论另一个输入是否提前已为低电平。

我想您仍然不清楚 SPI t_dead 和驱动器根据从一个栅极电压变为低电平到另一个栅极变为高电平的时序所添加的 DEAD_TIME 之间的差异。 假设出于某些原因、走低电平的 FET 需要800ns 才能变为低电平(因为您的黄色 GLx 具有800ns 的下降时间)、并且在没有软件死区时间的情况下、SPI t_dead=500ns、那么芯片在开启另一个 FET 之前除了500ns 之外、还会增加超过300ns 的死区时间。

Unknown 说：

我想知道、在使用软件死区时间时、驱动程序似乎也在 INxx 信号发生变化后设置 t_dead。 我尚未找到解释此行为的文档。

下表显示了 SPI 寄存器中的不同 t_dead 设置、软件死区时间为1000ns。

[/报价]

Unknown 说：

我想/需要理解,为什么在这里插入 t_dead。[/报价]

您想知道为什么芯片在 INxx 信号上升后设置 SPI t_dead。 这是因为 SPI t_dead 指示驱动器在 INxx 之后和 GHx 开启之前添加该 t_dead。   

Unknown 说：

我想使用软件死区时间，因为根据使用的 FET，用于死区时间插入的2V 阈值是不够的。 可能会发生米勒平坦区域低于阈值的情况。

[/quote]

当然、必须采取任何措施来避免出现击穿情况、但我怀疑您的 FET 的阈值是否高于2V。  

BTW、黄色 GLx 具有800ns t_fall、这太长了。 通常、通过正确选择 Idrive、t_fall 应约为150ns、并且 t_rise 不应超过300ns。 过长的 t_fall 和 t_rise 会导致 FET 产生热损耗。

[/quote][/quote]

Brian、您好！

感谢您的这份声明。

user6377656 说：

每当用户使用 SPI 添加 t_dead 时，驱动程序必须遵循此意愿，因此它在输入变为 H 后添加此 t-dead，而不管其他输入是否提前已为低电平。

为了理解你这里的意思、我已经在测量中标记了你提到的时序。

我是否恰当地标记了时间以供您进行解释？或者您在测量中从何处看到时间？

user6377656 说：

我认为您仍然不清楚 SPI t_dead 和驱动器根据从一个栅极电压变为低电平到另一个栅极变为高电平的时序添加的 DEAD_TIME 之间的区别。 假设出于某些原因、走低电平的 FET 需要800ns 才能变为低电平(因为您的黄色 GLx 具有800ns 的下降时间)、且没有软件死区时间、SPI t_dead=500ns、那么芯片在开启另一个 FET 之前除了500ns 之外、还会增加超过300ns 的死区时间。

这意味着、 SPI t_dead 从上升的输入信号 INxx 开始计数。 当此时序不足时、DRV 会增加一个额外的死区时间、直到栅源电压下降超过2V 阈值。

那么、SPI t_dead 是否会在超过2V 阈值后再次启动、或者光标标记的时序来自何处？

您能否另外告诉我、计时 t_drive 和 t_dead 是随输入信号 INxx 的变化开始还是 DRV 开始驱动栅极(栅极-源极电压下降)？

user6377656 说：

顺便说一句,黄色 GLX 有800ns t_fall 太长了。 通常、通过正确选择 Idrive、t_fall 应约为150ns、并且 t_rise 不应超过300ns。 过长的 t_fall 和 t_rise 会导致 FET 发热损耗。

相关数据表页63-64下降和上升时间是使用栅漏极电荷计算得出的。 这些页面指的是输出的开关边沿。 您是否真的建议栅极只需300纳秒即可充满电？

尊敬的 Tobias：

可以使用1.5.1节"峰值栅极驱动电流(了解智能栅极驱动)"中的以下公式计算 tRISE 和 tFALL：

Unknown 说：

关于数据表页63-64下降和上升时间可使用栅漏电荷计算得出。 这些页面指的是输出的开关边沿。 你真的建议栅极的全部充电应该只需要300ns?

您使用的 MOSFET 的 Qgd 是多少？ 此外、您将 IDRIVE 设置为什么？  

此致！

~Alicia

Unknown 说：

是否会在超过2V 阈值后 SPI t_dead 重新开始，或者光标标记的计时来自何处？

由于数据表显示 SPI t_dead 是额外的延迟时间、因此我认为它是在栅极信号切换到 H 之前的最后添加的

Unknown 说：

您能否进一步告诉我、计时 t_drive 和 t_dead 是 在输入信号 INxx 发生变化时开始，还是在 DRV 开始驱动栅极(栅源电压下降)时开始？

T_DRIVE 在栅极信号上升或下降时启动-应与 INx 开关相同。

Unknown 说：

您是否真的建议栅极的全部充电只需300纳秒?

是的、否则 FET 开关时间的线性区域中的热量过大。 我们不希望时间过短(快速上升和下降会导致 EMI 噪声和接地反弹、但过长会导致发热和失真。

布赖恩

尊敬的 Brian：

不幸的是、 我们没有在死区时间问题上走到一起。
我明白、为什么在关闭信号降至2V 阈值以下后设置 t_dead。 这在我们的应用中也很有效。

我们需要知道的主要一点是、 内部状态机中有哪些附加选项、是否设置了死区时间。
对于我来说、3月16日的表格清楚地显示了由光标标记的时间也取决于 t_dead SPI 设置。

T_DRIVE：	4000 ns	4000 ns	4000 ns
软件死区时间：	小于1000ns	小于1000ns	小于1000ns
T_DEAD：	100ns 的脉冲宽度	200ns	400ns

您提到的内容类似  

user6377656 说：

每当用户使用 SPI 添加 t_dead 时，驱动程序必须遵循此意愿，因此它在输入变为 H 后添加此 t-dead，而不管其他输入是否提前已为低电平。

这将与行为相匹配、但到目前为止我不知道相关条件。 我希望在文档、数据表或至少在某些论坛文章中都有类似这样的内容。

Unknown 说：

到目前为止、我所了解的唯一情况是：

• 栅源信号降至阈值以下
• 输入信号从 INHx 1、INLx 0 -> INHx 0到 INLx 1或  INHx 0到 INLx 1 -> INHx 1 、INLx 0
• 需要选择6x PWM 模式、3x PWM 模式或1x PWM 模式

[/报价]

至切换时间点：
如果我参考 Alicia 提供的计算方法、数据表中也提供了这些计算方法、则开关电流可以通过栅漏极电荷计算得出。  
我从文档中了解到、建议的时间(100ns 至300ns 充电时间)是指提供栅漏极电荷所需的时间、而不是完整的栅极电荷。 这难道不意味着我们 满足这个时间建议吗？

感谢 Alicia。

现在、我们已经走到了一起。

Unknown 说：

如果用户插入的软件死 区时间超过自动死区时间插入功能，则用户添加的软件死区时间基本上将代替此功能。 但是、与自动死区时间插入一样、除了软件死区时间之外、还将添加 tDEAD、因为 tDEAD 将始终添加到器件中。

还有一点。
如果软件死区时间几乎同时结束、栅极-源极电压降至阈值以下、那么是否始终在最后满足的条件下应用 t_dead？

所以在这张图中、软件死区时间(红色)和阈值(蓝色)几乎同时出现的情况下、可以使用蓝色箭头？

感谢您的帮助
托比亚斯