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[参考译文] DRV8711:损坏的 DRV8711 -过流

Guru**** 607075 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8711, CSD88537ND, BOOST-DRV8711
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/1225109/drv8711-damaged-drv8711---overcurrent

器件型号:DRV8711
主题中讨论的其他器件: CSD88537ND

您好!

DRV8711存在问题、在某些情况下会损坏:启用电流调节(CTRL.ENABLE=1)后、将触发过流错误。 降低电流设定点(CTRL.ISGAIN、扭矩)或提高 OCP 设置值(DRIVE.OCPTH、DRIVE.OCPDEG)没有任何帮助。 我们必须更换 DRV8711 IC 以解决此问题、使 IC 似乎损坏。 启动运动(STEP 输入端的脉冲)时也会发生这种情况。 在某些情况下、会触发前置驱动器故障。

我们对静止和运动使用不同的衰减模式、主要是为了降低静止噪声。

在我们的部门很难重现此问题:它会不时地发生在客户身上。

我们的设计:

步进电机 NEMA 17:双空气、1.5A/相、2.4 Ω/相、2.6mH/相

DriverVoltage/VM:48V

FET:TI CSD88537ND

Rsense:0.05Ohm

我们已根据可闻噪声和平滑度电流曲线(在示波器上测量 FET 输出电流)优化了 DRV8711设置:

DRV8711电机保持(静止)设置:

DRV8711电机运行设置(最大值:53000步/秒)

等于上述值、但存在以下情况:

  • 衰减模式:混合
  • 消隐时间:2.0µs μ s
  • 关断 µs:4 μ s

您能解释一下损坏的 DRV8711发生了什么情况吗? 这是否可能是温度问题?

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    大家好!

    我会尝试以下操作来启动:

    -增加 DriveTN 和 DriveTP 时间

    -尝试找到同时适用于运行和扫描的设置,因此不需要更改它们,我认为自动混合衰减模式是值得尝试的

    -检查 VM 是否始终保持在48V 左右(如果发生断路和共振,它可能会显著增加),

    -检查印刷电路板的布局是否符合布局指南。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    大家好!

    请给我2个小时来看看您的问题。 我会尽快回复。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    您好、Pelikan 先生、

    感谢您的建议。  

    Tijmen、

    我为另一位客户提供了支持、但遇到了一个非常类似的问题。 增大 TDRIVE 有助于防止 OCP 和前置驱动器故障。 您是否能够将 TDRIVE 设置为最大值并运行电机。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    您好 Pablo:

    感谢您的反馈。

    我们将在5月16日与您联系。

    此致、

    Guido Vermeulen (提门同事)

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    您好 Grzegorz:

    谢谢! 我将在运行和停止电机时检查48V 电压。

    增加 DriveTN 和 DriveTP 会有什么影响?它如何帮助防止 DRV8711受损? 是否可以提供有关您的建议的一些背景信息?

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    您好 Pablo:

    感谢您的建议。

    我为另一位客户提供了与您遇到的问题非常相似的支持。

    我可以在 E2E 论坛上找到该案例吗?

    您能否将 TDRIVE 设置为最大值并运行电机。

    我可以这么做。 这如何帮助防止 DRV8711受损? 是否有可能提供背景信息? (我已阅读 SLVA714A:理解 IDRIVE 和 TDRIVE)。

    谢谢!

    提门市

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    大家好!

    通过查看您的 IDRIVE 设置和 MOSFET 栅极电荷并将它们与我的数字进行比较、我想您的输出电压上升/下降时间大约为80ns。 给 Qgd 充电的时间是必要的、但要对完全 MOSFET 栅极(Qg)充电、我们需要将时间延长数倍。 250ns 的 TDRIVE 时间可能不足以为设计中的 MOSFET 栅极充满电。 在这种情况下、MOSFET Rdson 可能远高于其应有的值、您会获得更高的 MOSFET 功率损耗和 OCP 故障。 我不确定这是否会导致 DRV8711损坏、但应该避免。 正如巴勃罗建议您可以将 TDRIVE 增加到其最大值、这样您将获得良好的安全裕度。

    这只是 DRV8711故障的可能原因之一、但问题可能是其他原因。 我认为、您的 IDRIVE 设置应该适合您的 MOSFET、您不应该将其提高。

    您的电机的 RL 时间常数很低、您可以尝试稍微降低 Toff 时间(50us)。

    遗憾的是、找到故障原因通常不容易、消除所有可能/潜在的问题可能是解决问题的好方法。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    大家好!

    我提到的 E2E 主题是以下内容: https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/961619/drv8711-overcurrent-protection-ocp-and-long-vds-rise-time

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    大家好、Grzegroz、

    感谢您的答复。 我们将在 TdriveP/N 设置为最大值以及有关电流衰减设置的其他优化的情况下运行测试。 不幸的是、该问题偶尔发生一次(在客户处)、因此还很难得出结论。

    您有什么建议可衡量、以得出此问题的最终结论吗? 我们已经在良好的 DRV8711上测量了 VM、并在电机运行时观察到电压略有下降(~1V)。 未找到尖峰。

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    大家好!

    我认为您的问题最可能的原因是超出最大值。 由电压过冲/下冲、振铃引起的某些引脚的绝对额定电压

    或电机断路。

    我会执行以下操作:

    检查印刷电路板的布局是否符合布局指南

    -通过一个机会电机没有驱动垂直轴,重量会导致再生制动和 VM 电压尖峰

    -使用示波器检查 xOUTx, xHS, xISENx 引脚,以发现任何电压尖峰/振铃,高达100 MHz 或甚至更高

    -尝试驱动一个较大的电机,如 NEMA 23,电流约2倍至5倍以上几秒,并查看电路板是否能存活

    -尝试添加大约100欧姆 LS 栅极电阻器,看看它是否有用

    - 尝试找到同时适用于运行和 STANSTANSTANSTY 的设置,这样就不需要更改它们了

    -检查客户是否可以更改任何可能导致驱动器故障的内容

    -检查 DRV8711温度

    -检查您的电路板在高温度,湿度,连接到 PCB 的长电缆+强电磁场等环境运行。

    -尽量注意故障发生的情况,如速度,加速相,如果电缆在机械应力下,是否有电动机电缆故障的可能性?

    我想、找到问题的原因可能相当困难、因为失败不会经常发生、您所做的任何更改都需要等待一段时间才能验证它是否有用。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    您好!

    星期一29是美国的国定假日。 请期待我们在周二晚些时候给您回复。

    此致

    信也  

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    您好,Tijmen:

    Gregory 建议是调试的好地方。 您是否能够对其进行测试?

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    您好、Pablo、

    我们还没有先测试增加的 Tdrive 时间+跳过开关衰减模式。 该设计非常紧凑(包含2个 DRV8711驱动器)、因此我们需要了解如何探测 xOUTx、xls、xHS、xISENx。

    该设计已针对 LS 和 HS 采用240欧姆栅极电阻器。

    它是一个垂直轴(Z)、因此涉及再生制动。

    下一步将是驱动 NEMA23电机。

    此致、

    提门市

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    大家好!

    感谢您的更新。 如果您的调试需要进一步的支持、请告诉我。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    尝试驱动像 NEMA 23这样的更大电机,电流约为 NEMA 23的2 - 2倍,5倍,持续几秒,并查看主板是否可以使用[/报价]

    该板可承受以4.0A 电流运行的 NEMA 23电机的重复运动、在150ms 内从80-600 mm/s 加速。 IC 的表面温度在~60°C 时达到峰值。

    客户的 PCB 已到达、它会在启动运动(使用我的第一篇文章中列出的设置)后报告 B 过流错误。 然而、将 DriveTT/TN 增大到2µs 时、即使在重复的快速(去)加速运动期间也不会发生 OCP 故障。

    我们将连接一些接线以监控栅极驱动器输入/输出、包括真实(未损坏)驱动器和(损坏?) 客户退回的驱动程序。

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    大家好!

    感谢您的回答。

    我认为、如果电路板能够耐受  比正常电流高得多(如4A)的电流、那么电路板布局对于正常工作条件很好、可能是由其他方面引起的问题。  60°C 的温度也看起来不错。

    设计中的 MOSFET 栅极电流主要受限于240欧姆栅极电阻器以及将 IDRIVEX 设置从100/50mA 更改、例如300/150mA 不会显著增大栅极电流。

    我会尝试增加 IDRIVE 设置、看看它在电路板发生故障时是否有用、如果有用、则表明100/50mA 电路损坏。

    DRV8711栅极电压为10V、那么受240Ohm 电阻限制的平均栅极电流将约为5V/240Ohm = 21mA、MOSFET 的 Qgmax 为18nC、那么 MOSFET 完全充电所需的时间将为18/0.021 = 860ns。 我认为250ns 的 TDRIVE 时间太短、可能会导致 OCP 故障、我不知道它是否会对 DRV8711造成损坏。

    可能使用 TDRIVE 时间1或2次、我们可能会很好地解决您的问题。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的 Grzegorz:

    我会尝试增加 IDRIVE 设置,看看它是否对电路板故障情况有所帮助,如果它有帮助,则表明100/50mA 电路已损坏。

    谢谢。 那么您是对的。 测试多个 IDRIVE 设置后发现、50 mA 拉电流开关(IDriveP)导致了 OCP 故障。 所有其它设置也是可以的、当 TdriveP/N 为250ns 时也是如此。

    DRV8711栅极电压为10V、那么由240Ohm 电阻限制的平均栅极电流约为5V/240Ohm = 21mA、MOSFET 的 Qgmax 为18nC、然后 MOSFET 充满电所需的时间为18/0.021 = 860ns。 我认为250ns 的 TDRIVE 时间太短了,可能会导致 OCP 故障,我不知道它是否会对 DRV8711造成损坏。[/报价]

    这是一个很好的解释、谢谢。

    我们越来越近了…… 现在、我将继续探测 BOUTx、BxHS 和 BxLS 信号。

    此致、

    提门市

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    您好!

    我们已经对损坏的 DRV8711进行了一些测量。 我们已经得出结论、在该特定驱动器上使用50mA 拉电流(IDRIVEP)会导致 OCP 事件。 所有其他 IDRIVE 设置似乎都可以正常工作。

    B1OUT (CH3、蓝色)。 运行2000步进/秒(1/16微步进)@ 0.5A。顶部为55.9V、远高于48V。 您能解释一下吗?

    B1OUT (CH3、蓝色)- B2LS (CH1、黄色)- B1HS (CH2、绿色)。 运行2000步进/秒(1/16微步进)@ 0.5A。增加了 B2LS 和 B1HS 的上升时间。

    在 nFAULT 上触发(CH4、淡红色)。 B1OUT (CH3、蓝色)- B2LS (CH1、黄色)- B1HS (CH2、绿色)。 故障(B 过流)在开始执行多个步骤后触发。 执行单个(1/16)步骤不会触发 OCP。

    调整 IDRIVE 和 TDRIVE 对上升时间的影响似乎没有预期那样大。 这可能是由 HS 和 LS 上的栅极电阻器(240欧姆)引起的?

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    大家好!

    "顶部为55.9V、远高于48V。 你能解释一下吗?" -在某些情况下,步进电机可以给驱动器提供能量,并增加 VM 和 OUT 电压,但在这种情况下,我会先检查示波器通道 CH3及其探头。 在第二个波形中,我们可以看到,对于 VM = 48V 时 B1HS 的振幅(绿色)是适当的,而 B1OUT(蓝色) 同时下降到-8V 左右,上升到56V 左右。

    "调整 IDRIVE 和 TDRIVE 对上升时间的影响似乎没有预期那样大。 这可能是由 HS 和 LS 上的栅极电阻器(240欧姆)引起的?' -我同意,最大 受240欧姆电阻器限制的栅极电流约为10V/240欧姆= 42mA。 DRV8711栅极驱动器的最小控制电流为50mA、这是一个较高的值。 我认为、在栅极驱动器不出现故障的条件下、使用240欧姆栅极电阻器时、IDRIVE 设置对 MOSFET 栅极电流的影响很小。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    此例我将检查示波器通道 CH3

    您是对的! 探头的电容器未校准。 BOUT1现在为48V

    -通过机会电机是否未驱动垂直轴且重量会导致再生制动和 VM 电压尖峰

    在上下运动期间捕获的 VM (在150ms 内5200-52000步进/秒、1.5A)

    (由于采用分压电阻、48V 为7.9V)

    最小值/最大值为46.1V/49.5V。 这似乎在 DRV8711的规格范围内。 对吧?

    虚拟机静止时的另一次捕获:

    沿 VM 捕获的 B1HS (绿色)、B2LS (蓝色)和 BOUT1 (红色):

    B1HS 为~50V 的原因是什么? 我希望它是10V、比如 B2LS。

    您是否有任何(用于测量的)建议可以帮助我们找出损坏此 DRV8711的原因?

    此致、

    蒂门·克尔克兰

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    大家好!

    "在上下运动期间捕获的 VM (在150ms、1.5A 时间内5200 - 52000步/秒)"- 52000/16/200 x 60 = 975 reV/min。 如果975 reV/min 是最大速度、我将检查最大速度。 紧急停止期间的 VM 电压、例如使用 DRV8711复位输入。 我将通过逐渐加速到更高的速度和更高的速度(最高至最大值)来实现此目的。 速度)和使用复位输入停止电机。 如果 VM 保持为低于55V、则我认为您的电路不应因为紧急停止期间的 VM 电压过高或高速同步丢失而中断。

    "最小值/最大值为46.1V/49.5V。 这似乎在 DRV8711的规格范围内。 对吧? "-是的、我认为您仍有一定的安全裕度。

    " B1HS 是~50V 的原因是什么? 它应该是10V、比如 B2LS。" -我认为您使用以 GND 为基准的常规示波器探头、然后您测量的总电压等于 BOUT1 + HS 栅极驱动器电压。 这样、您应该得到最大值。 B1HS 电压约为58V (48 + 10)。 如果要测量实际的 HS 栅极电压、则需要使用差分探头或数学通道(B1HS - B1OUT)。

    "您有什么建议(用于测量)可以帮助我们找到损坏此 DRV8711的原因吗?" -我会在 H 桥的一个桥臂内执行以下测量,假设 B1HS、BOUT1、B1LS 和 BOUT1电流(你需要电流探头)。 我会将触发器设置为最大值。 输出电流(在微步进正弦波内)并使用1-2 us 的时基、BW 滤波器关闭、探头分压器设置为10倍。 如果可能、请使用探头接地弹簧、它会限制探头选择的噪声。 对于 B1HS 和 BOUT1、请使用20V/div 甚至10V/div、波形可以有一点重叠、但这应该不是问题。 它可以检查 信号时序和是否存在振铃等。

    为了检查信号时序和门充电过程、应在不在 DRV8711引脚上的 MOSFET 栅极引脚处测量 B1HS 和 B1LS 信号。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的 Pelikan 先生:

    再次感谢您一直以来对本主题的支持。 您的体验很有价值。

    大家好!

    您的问题似乎已得到解决。 我会将此帖子标记为"TI 认为已解决"、但如果您需要我们的进一步支持、您可以回复或发布新的相关问题。

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    您好 Grzegorz:

    再次感谢您的贡献!

    如果 VM 保持为低于55V,则我认为您的电路不应因在紧急停止期间 VM 电压过高或高速同步丢失而中断。

    在停止975 rps 突变时测量 VM (立即停止步进脉冲雨)。 峰值检测模式下的示波器。

    最小值=6.06*7.05=42.7V

    最大值= 6.06*8.68=52.6V

    因此最小值/最大值似乎在规格范围内!

    我想您使用以 GND 为基准的普通示波器探头、然后您测量等于 BOUT1 + HS 栅极驱动器电压的总电压。 这样、您应该得到最大值。 B1HS 电压约为58V (48 + 10)。 如果要测量实际的 HS 栅极电压、则需要使用差分探头或数学通道(B1HS - B1OUT)。

    B1HS (黄色)- BOUT1 (绿色)- B1HS 差分(数学 M 通道)

    B1HS 差分为~11V。 不确定为什么 BOUT1 > B1HS

    [报价 userid="424977" url="~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1225109/drv8711-damaged-drv8711---overcurrent/4680714 #4680714"]我将在 H 桥的一个支路中执行以下测量,假设是 B1HS、BOUT1、B1LS 和 BOUT1电流(您需要电流探头)。 我会将触发器设置为最大值。 输出电流(在微步进正弦波内)并使用1-2 us 的时基、BW 滤波器关闭、探头分压器设置为10倍。 如果可能、请使用探头接地弹簧、它会限制探头选择的噪声。 对于 B1HS 和 BOUT1、请使用20V/div 甚至10V/div、波形可以有一点重叠、但这应该不是问题。 它将允许检查 信号时序和是否存在振铃等[/报价]

    在栅极电阻器之后测量 MOSFET 引脚(始终完成):

    B1HS (黄色)- BOUT1 (绿色)- BOUT1电流(红色)- B1LS (蓝色)- 975rps - 1.5A

    BOUT1电流(1.5A 时为正弦峰值)

    放大为 sinus 顶点。 电流电平降级(1.5A 至过零)有点"颠簸"。 衰减过快?

    再次放大 apex。 在 I=1.5A 时触发。 可以看到电流控制从电平上升阶段到电平下降阶段的转换。

    0.5A 时电机静止

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    大家好、Tijman、

    波形 nr 1 -正常工作期间、VM 上有一些噪声(可能存在电压纹波、看起来像水平带状)、振幅约为4V、增大 VM 上电解电容器的值应该会减小其值。 还存在一些振幅更高的开关噪声(看起来像是单线垂直线)、它可能随输出电流的增加而增加。 为了限制这一点、您可能需要正确的 MLCC 电容器和正确的 PCB 布局。 上面提到的噪声将更容易用更短的时基进行分析。  

    "Max = 6.06*8.68=52.6V"-看起来不错,但我不会以超过975转/分的速度运行电机。

    波形 nr 2 -看起来不错。  

    "B1HS 差分为~11V。 不确定为什么 BOUT1 > B1Hs"-我想 B1HS (绿色)> BOUT1 (黄色)-如果波形都具有相同的 V/div、则更容易比较波形。

    波形 nr 3 -电流正弦波已经变为三角形。 这意味着加快速度将导致扭矩减小、可能出现中等范围不稳定的问题以及在不受控制的停止期间 VM 总线的能量返回增加。

    波形 nr 4 -"电流电平下降级(1.5A 至过零)是一个有点"颠簸"。 "怎么了? 您可以尝试以下操作:

    -使用自动混合,慢速和其他衰减

    -将 Toff 时间减少到4us 以下,注意开关损耗增加

    波形 nr 6 -(也可以在 nr 5上看到问题)

    "A"-当 BOUT1上升时、B1LS 上升至大约6V 并下降至-4V。 如果该电压的主要部分是在 LS MOSFET 栅极和源极之间、则可能会发生击穿、从而导致 MOSFET 和 DRV8711损坏。 如果该电压的主要部分是 LS MOSFET 源极(BISENP)和 GND 之间、则 DRV8711可能会损坏。

    "B"-当 HS MOSFET 导通时、LS MOSFET 栅极未完全放电、导致额外的 B1LS 电压上升、再次可能导致击穿、从而损坏 MOSFET 和 DRV8711。

    我会将 TDRIVE 时间增加到1us 或2us、并再次进行最后两次测量、此外、我会生成另一个波形 nr 6、但我会测量 LS MOSFET 源极和 GND 平面之间的电压、而不是 B1HS。 我还会以更短的时基(例如100-200ns)测量"A"和"B"区域、以查看更多详细信息。

    只需要再思考一个问题。 查看(最后一张图片) BOUT1的斜率、我们可以看到上升斜率比下降斜率更陡。 我认为它是由栅极电阻器控制的 MOSFET 栅极电流导致的。 如果它们由 DRV8711栅极驱动器控制、情况可能正好相反。更好(MOSFET 体二极管反向恢复问题较少、我想它可能会在区域"A"引起振铃)。

    此致、

    格雷戈尔茨

  • 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 Gregorz:

    再次感谢,我觉得我们即将结束...

    请注意、所有测量都是在损坏的 DRV8711上进行的(DriveIP = 50mA 会在移动时立即导致 OCP)。 我计划在新的 DRV8711 PCB 上执行相同的测量。

    一些新测量:B1HS (绿色)- B1LS (蓝色)- BOUT1 (黄色)- BISENP (红色)(均以 GND 为基准)

    图1

    静止@ 1.0A。

    增加 DriveIP 会降低 BINSENP Pk-Pk:2.0V @ 50mA 和1.3V @ 200mA。 其他驱动时间/电流对环路带宽

    图2a

    移动246rpm @ 1.5A -驱动 TN/TP = 250ns -驱动 IN/IP = 100mA

    B1HS 下降沿:

    图2b

    B1HS 上升沿:

    图3a

    将 DriveTT/TN 增加到2000ns。 B1HS 下降沿

    图3b

    B1HS 上升沿:

    图4a

    放大(29ns)到 B1HS 上升沿:

    图4b

    B1HS 下降沿

    图5

    概述

    观察结果

    B1LS 门到接地电压尖峰的主要部分可分配给 B1LS-源到接地(或 BISENP 到接地)。 当振幅为+/-5V 时、最高5V/0.05Ohm = 100A 的电流尖峰(但时间非常短)。

    如果该电压的主要部分是在 LS MOSFET 源(BISENP)和 GND 之间,则 DRV8711可能已损坏。

    好的、我们有一个可能是 DRV8711损坏的可疑部件。

    只是又一个想法。 查看(最后一张图片) BOUT1的斜率、我们可以看到上升斜率比下降斜率更陡。 我认为它是由栅极电阻器控制的 MOSFET 栅极电流导致的。 如果它们由 DRV8711栅极驱动器控制、则情况可能会相反、即更好(MOSFET 体二极管反向恢复问题更少、我想它可能会在"A"区引起振铃)[/引述]

    所有 MOSFET 栅极均配备240欧姆栅极电阻器。 放置它们是为了在运行电机时最大程度地降低 EMI。 由于 VM (48V)相对较高、TI 建议使用120 Ω。 因此、如果没有栅极电阻器(或电阻较少)、则会有更多的"剩余"电流用于拉电流和灌电流、从而使 BxHS/LS 上升/下降斜率更陡、从而导致更少的振铃和跨导并可能损坏 DRV8711和/或 FET?

    将 TDriveP/N 增加到2000ns 似乎对防止振铃没有很大帮助。 我将继续在未损坏 DRV8711的 PCB 上进行测量。

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    大家好!

    图1.  

    "增加 DriveIP 会降低 BINSENP Pk-Pk:2.0V @ 50mA 和1.3V @ 200mA。" -通常增加驱动器栅极电流会增加振铃的振幅。 输出电压上升时间约为60ns、相当快。 必须采用良好的 PCB 布局、以更大限度地减少作为 EMI 来源的振铃、如果更大限度地减少可能导致 DRV8711损坏的原因。 振铃频率大约为66MHz、这意味着 PCB 布局布线仍有改进空间。 不过、对于4层电路板和具有更大 Qgd 的 MOSFET、我的噪声大约为100Mhz。

    图2a.

    我想我们可以在这里看到快速衰减、即 HS MOSFET 关断时的输出电压(电流流入该半桥)。 下降输出电压通过打开 LS MOSFET 进行控制。

    图2b.

    这里、我们有 HS MOSFET 控制输出电压(驱动电流相)。

    图3a. 情况与2a 类似。

    图3b。 与2b.相似

    "B1LS-栅极至 GND 电压尖峰的主要部分可以分配给 B1LS-源至 GND (或 BISENP 至 GND)"-我同意、图4a 和4b 证明了这一点。

    '当振幅为+/-5V 时、最高5V/0.05Ohm = 100A 的电流尖峰(但时间非常短)。' 这不是真的。 B1LS-源到 GND  (或 BISENP 到 GND)之间的电压应表示为 u (t)= Lx (di/dt)+ I (t) x Rsens、其中 L 是 MOSFET 源极引线、PCB 布线和检测电阻的寄生电感。 振荡由由寄生电感和 MOSFET 电容构成的 LC 电路维持。

    "好的、因此我们可能怀疑 DRV8711损坏。" -这只是可能的原因之一,第二个(也许是第一个)可能会击穿。 我想可能还有其他可能的原因、但不幸的是、我不知道。

    " 因此、如果没有栅极电阻器(或电阻较少)、则会有更多的"剩余"电流用于拉电流和灌电流、从而使 BxHS/LS 上升/下降斜率更陡、从而导致更少的振铃和跨导并可能损坏 DRV8711和/或 FET?" -通常增大栅极电流会增大斜率,增加 EMI、振铃问题,可能有些 MOSFET 也会提高跨导的风险。 我认为应该通过对栅极进行完全充电/放电(嗯、在这种情况下、更大的栅极电流和更长的时间是一件好事)和足够长的死区时间来防止跨导。

    我写的是我(可能是第一次)注意到的上面提到的波形。 我的意思是、使用智能栅极驱动器进行的栅极电流控制优于使用单个栅极电阻器进行的控制。 提高开关速度的主要目的是降低开关损耗。 遗憾的是、在提高开关速度的过程中、我们开始遇到振铃和 EMI 问题。 我认为这些问题首先是 MOSFET 开启时、再过一段时间、然后它们关闭(在相同的栅极电流下)。 这就是为什么我喜欢 DRV8711 (和其他 TI 驱动器)的负(灌电流)栅极电流比正(拉电流)高2倍。 如果是单栅极电阻器、则情况完全不同、CSD88537阈值电压约为3V、因此导通期间的正栅极电流为(10-3)/240 = 29mA、关断期间的负栅极电流为3/240 = 12、5mA。 这样、您就可以在 MOSFET 导通期间实现快速开关(60ns 上升/下降时间)、并解决振铃和 EMI 问题、但在 MOSFET 关断期间实现较慢的开关速度、这可能会导致开关损耗增加。不过、如果您想在将来增大输出电流、这不会有太大的差异。

    我认为这里的主要问题是、对于具有低 Qgd 的 MOSFET、DRV8711的可用栅极电流有点过高、例如  CSD88537。 减慢开关速度和降低 EMI 的一种方法是使用栅极电阻器、但对于高值栅极电阻器、我们将失去智能栅极驱动器的一些优势。

    如果我想降低 EMI、我首先要重点讨论的是 PCB 布局、您可以比较电路板中的振铃、让我们说 BOOST-DRV8711电路板中的振铃、该电路板具有适合2层 PCB 的良好布局。 或许只有100 Ω LS MOSFET 栅极电阻器就足以驱动 CSD88537、而不会出现过度振铃和 EMI、但这意味着需要新的 PCB。 遗憾的是、我没有 BOOST-DRV8711的使用经验、因此我无法判断它是否比您的电路板好。

    " 我将继续在未损坏 DRV8711的 PCB 上进行测量"-我认为这是一个很好的下一步、也许它会提供一些额外的信息。

    我要在我的假期,如果你有更多的问题,我应该回到那个论坛大约2.5周.

    此致、

    格雷戈尔茨

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    您好,Tijmen:

    您是否有任何更新?

    此致、

    巴勃罗·阿梅特

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    尊敬的 Grzegorz:

    我们最大限度地减少了接地环路(使用接地弹簧、如您建议的那样)。

    B1HS (绿色)- B1LS (蓝色)- BOUT1 (黄色)- BISENP (红色)

    图1:"正常"接地

    图片2:最小化的接地回路(尚未有接地弹簧)

    图3:使用"正常"探头(绿色)测量 B1HS、使用接地弹簧(红色)测量 B1HS

    图4a 和 b:新(未损坏) DRV8711上的接地弹簧。 TDriveP/N 时间增加至2000ns:

    接地弹簧对监控信号具有很大的影响。 BISENP (红色)的振铃监视器信号减少了10倍。 我假设实际的振铃没有减少、只有示波器信号。

    此致、

    蒂门·克尔克兰

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    您好,Tijmen:

    接地弹簧对显示器信号有很大影响。 BISENP (红色)的振铃监视器信号减少了10倍。 我假设实际的振铃没有减少、只有示波器信号。

    接地弹簧消除了来自 GND 环路的噪声。 但它更接近 IC 中的实际纹波。

    -巴勃罗

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    大家好!

    "我假设实际的振铃没有减少、只有示波器信号。" -是的,你是正确的。

    我认为最后一张图片中的振铃幅度是可以的、在打开 LS MOSFET 期间、我们可以看到、其栅极电压会下降一点、从而可能导致 B1OUT 电压(此时与 B1HS 一起)下降一段时间、 但它也可能是接地弹簧选择的残余噪声。

    振铃通常随输出电流而升高。 您可以尝试捕获最大值。 通过在 BISENP 上设置触发器并缓慢调节它直到示波器停止触发、来实现振铃振幅。 如果捕捉到最大值。 振铃振幅并不比上一张图片中的振幅高很多、那么我想它应该不会引起可靠性问题。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的 Grzegorz:

    谢谢。

    振铃通常随输出电流而增加。 您可以尝试捕获最大值。 通过在 BISENP 上设置触发器并缓慢调节它直到示波器停止触发、来实现振铃振幅。 如果捕捉到最大值。 振铃振幅没有比最后一张图片中的振铃高很多,那么我想它应该不会导致可靠性问题。[/报价]

    最后一张图片是在电机以984 rpm (400 mm/s)的正常驱动电流(1.5A)运行时捕获的。 我将尝试捕获最大振铃。

    由于在实验室中很难重现此问题(但会在现场发生)、因此我们决定为新的电机板更改电机+ FET 驱动设置:

    -栅极驱动时间从250ns 到2µs μ s

    -调节+测试电流衰减设置,并可能避免切换衰减模式

    -优化电流衰减设置以降低电机/PCB 温度(例如关闭时间)

    -尽可能降低驱动电流

    我们通过您和 的回复学到了很多,并能够更好地了解我们的座右铭中发生了什么。 这种支持使我们能够为下一代 motordrive 系统选择最合适的(TI)电机/栅极驱动器和 FET。

    此致、

    蒂门·克尔克兰

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    大家好!

    我很高兴听到我可以帮助您更好地了解电机驱动器。 我认为、您在上一篇文章中描述的步骤很可能有助于解决问题。 很遗憾、需要一些时间来验证。

    此致、

    格雷戈尔茨