[参考译文] DRV8350：VGLS 稳压器上的低电压

我忘记为电容器添加额定电压了：

DVDD、VGLS、CHx 和 VCP 电容器均为100V。 (C47、C48、C49 (X7S)、C46 (X7R))

Daniel、您好！

感谢您提供更多信息。  

请留出一些时间来调查此问题并提供详细信息、我将尽快提供更新。  

此致、

-约书亚

谢谢 Joshua！

同时,我也有一些想法,问你是否值得一试。

覆铜厚度为70um。 DRV 和 MOSFET 的接地分开、但 MOSFET 低侧源极引脚在栅极连接处也引出。 因此我认为这应该不会引起太多的问题(返回路径应该很短)、但可能我错了。 如果您认为这可能会带来更好的结果、我可以通过下图将他们联系起来：

我还可以添加一些串联栅极电阻(可能为铁氧体)、我必须切断布线、但应该可以实现：

经测量、VGLS 与 GLA 引脚之间存在短路、大约为4 Ω。 我可能正在切换到 FAST、我希望 TVS 二极管有助于衰减瞬变。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

将路径保持很短有助于减少由电感尖峰引起的瞬变、但我无法保证对于本例中的变化它是否会很重要。  

添加串联栅极电阻也可能有助于减慢速度、但我不建议仅进行该更改、直到我们可以相对确定您的开关速度过快。 请允许我更深入地了解该问题、并尽快与您联系！  

此致、

-约书亚

Daniel、您好！

您放置在栅极和源极之间的 TVS 二极管的电容约为1-3nF (具体取决于制造商)、它会将栅极充电时间延长约0.2-0.7us。

PS。 我会使用示波器来检查这些 TVS 二极管是否未对 GHx、GLx、SHx 和 SLx (如果您使用感应电阻器)引脚上的电压波形带来任何可疑的变化。

此致、

格雷戈尔茨

你好、Joshua 和 Grzegorz、

  @Joshua、我将地焊在一块板上、然后准备好安装串联栅极电阻器。 在第二块板上、我将保留所有原始内容。 因此、当您推荐一些  感谢您观看的内容时、我的讲解更加灵活。  

我刚刚订购了新的 DRV8350、因为我已经不在这些产品中了。 几天之内就到了,然后我就可以做一些测试了。  

@ Grzegorz、谢谢您提供的信息、我刚查看了二极管的数据表、发现它们大约为1nF-2nF。 我认为它应该只有几个 pF、但远远不止这些。

在我使用 DRV8301的电路板上、我还使用了相同的二极管、我验证了所有波形。 栅极波形看起来很好、在具有高电流负载的情况下也是如此。 我假设它应该也可与旧电路板一起使用、但您是对的、其他 DRV、其他 MOSFET。 我肯定应该检查板上的波形。 当我获得新的 DRV 时、我将测试它。 (编辑：电路板使用内联电流检测、没有低侧、SLx 应该可以)

以下是我新开发板(DRV8301)(GHx、GLx、PHx)的波形：


我只是找到了不带二极管的旧板(DRV8350、iDrive 50mA / 100mA)的这些波形：


很多串话,我必须检查它是否是从错误的测量(线的探头)或他们是否是真实的。 如果它们是真的、可能会导致一些问题。

此致、
丹尼尔

 Daniel、您好！  

很好、这将有助于查看开关速度是否确实是导致该问题的重要原因。 当您收到额外的驱动程序时、我应该能够得到更新/建议。   

Unknown 说：

大量串话,我必须检查它是否是从错误的测量(探头导线)或它们是否是真实的。 如果它们是真实的，可能会导致一些问题。

请随时向我提供这方面的最新信息、因为这可能对本问题非常重要。  

感谢您提供的宝贵意见、Grzegorz！  

 此致、

-约书亚

你好、Joshua 和 Grzegorz、

Joshua、听起来非常好。 然后、我将检查两个电路板的波形、使用示波器进行测量时只能应用大约10A 的电流、但我认为应该足以看到差异。 我会让你知道的!

我真心希望这些尖峰来自测量伪影而不是串扰。 因为我认为当它成为串扰时、我必须在 MOSFET 内部。 我不太确定在这种情况下该怎么办。

谢谢 Grzegorz、好主意、可能会因电感而出现一些尖峰。 我将在获得新的 DRV 时测量 SLx 引脚。 我唯一的问题是、在安装电容器时、我必须使用导线将它们连接到 DRV 附近的接地端、我希望电感不会太大。

我不认为这是个问题、但您会怎么说、DRV 是否会直接置于 MOSFET 下方？ 栅极布线的环路都非常小。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！  

我怀疑 MOSFET 的 L-引脚和 MOSFET 封装内 SLx 引脚的连接点之间的寄生电感可能有几个 nH、并会导致 SLx 引脚上相对于 GND 产生电压负尖峰。 我应该在10天后回来参加这个论坛。 我对导致 DRV 故障的原因很感兴趣、我认为您的 PCB 本身经过了很好的设计。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

这听起来很合理。 在新的电路板上、我将使用低侧电流感应、我希望分流器的电感不会有太大问题。 在这里、我在高侧漏极和低侧源极之间(在分流器之前)使用了电容器。 在100安培时、SLx 上的负电压仅为2V。 可能您提到的 MOSFET 的封装也会在 SLx 引脚上产生一些电感。 昨天,我把电容直接安装在 MOSFET 的引脚下,不是那么有趣,但应该工作:). 然后、我将其与未做任何更改的板进行比较。  

另外一点、我在软件中将死区时间设置为1us、可能太短、当切换速度不够快时、您会说什么？ 我在 DRV8350上使用6-PWM 输入模式、这应该没问题吧？

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

DRV8350的典型栅极驱动死区时间设置为50-400nS、因此可能值得尝试范围内的不同值来看看系统如何响应。  

请问您还使用哪种 MOSFET 封装？  

此致、

-约书亚

谢谢 Joshua、下次尝试时我会延长死区时间。 您是指我的其他电路板上的 MOSFET 吗？ 我这里使用的是 TO-220封装、它们也不是最佳封装、栅极布线更长、但效果很好。 DRV8301的峰值栅极驱动设置为250mA、但设置为700mA 时也不会出现问题。 DTC 引脚上的死区时间为1 Ω(50ns)、但 C2000的 PWM 模块上的额外软件死区时间为500ns。 两个电路板上的软件和电机是相同的。



我想知道的是、Grzegorz 提到了 SLx 引脚上的负电压。 我没时间对此进行详细确定、但在靠近栅极布线的 SLx 引脚上、而非实际源极上、(我的意思是：)




不应像在实际源上(上图中的 L-)那样流经太多的电流。 因此我认为、当 SLX 上有电感时、应该不会产生太多的负电压。

但这里可能我错了、SLX 直接连接到 L -可能流过的电流比我想象的多、不仅是栅极驱动电流。 然后、此电流将通过 SLx 布线流入 DRV8350、再接地、然后返回电源/大容量电容器。 "你怎么知道的? 在将 MOSFET 连接到 DRV 之前、我可以在 MOSFET 的 SLx 引脚中使用栅极电阻器(1-3 Ω)来限制此电流。

我也不明白的是、为什么我损坏 VGLS 稳压器并将其与 DRV 的 GLA 引脚短接。 难道这不是意味着、我必须在相位上具有大量的 dv/dt、从而耦合回 CGD、并且 GLA 上的这种瞬态随后损坏了 VGLS 稳压器。 为防止这种情况发生、我希望 TVS 二极管能够解决这一问题。

如果 DRV 的 SLx 引脚上存在负电压、这是否也会损坏 VGLS 稳压器？

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！  

好的、感谢您的澄清/信息。

此外、此 E2E-常见 问题解答 在尝试为电机驱动器应用选择合适的 MOSFET 时非常有用！

Unknown 说：

不应像在真实源上流动的电流一样多(L-在上图中)。 因此我认为、当 SLX 上有电感时、应该不会产生太多的负电压。

但这里可能我错了、SLX 直接连接到 L -可能流过的电流比我想象的多、不仅是栅极驱动电流。 然后、此电流将通过 SLx 布线流入 DRV8350、再接地、然后返回电源/大容量电容器。 "你怎么知道的? 在将 MOSFET 连接到 DRV 之前、我可以从 MOSFET 的 SLx 引脚使用栅极电阻器(1-3欧姆)来限制此电流。[/引述]

在 MOSFET 开关时、由于布线长度等原因而导致的寄生电感、LS/SLX 上为满足电压摆幅而消耗的自发电流可能非常陡峭、而且确实非常可能会像您所说的那样推动这些有害的瞬变、 我认为这可能会导致 GLX/SLX 和潜在 VGLS 出现高应力/损坏(如栅极驱动器图所示)；但是、我需要与其他一些处理过类似问题的团队成员确认这一点。 另外、向 SLx 添加电阻器也可能导致不同的问题、因此我建议暂时搁置该问题。   

在使用您当前拥有的新配置进行切换时、您能否提供 GLx/SLx 的波形？

此致、

-约书亚

大家好、Joshua、谢谢您的链接、我在购买芯片之前已经检查了这个公式、Iavg = 6 * 88nC * 20kHz =~μ V 11mA、DRV8350 = 25mA、我认为这应该没问题、或者？

问题可能在于封装本身、如果我将 DRV 的所有 SLX 全部接地、对 MOSFET 的 SLx (封装的源极引脚)执行同样的操作、并使用小幅接地平面将它们连接起来、会怎样？ 因此、大阶跃电流可直接流回输入电容器、而不是通过 DRV。 这会对 DRV8350的 VDS 检测产生多大的影响？

DRV 昨天到达:)我刚刚做了一些测量,所有与弹簧上的探头没有导线:)

当测量 SLx 到 SLx 时、几乎没有共模噪声、因此我认为这些信号应该是实数。

VDD = 40V、负载电流= 10A (只有在没有安装散热器的情况下才能正确测量、以获得低电流)


GLA 至 SLA：


GLA 到接地：


GHA 接地：


GHA 至 SHA：


SHA 至接地：


SHA 至 SLA：


SLA 接地(Vpk-Vpk =~500mV)：


未施加电流时的 SLA 接地(Vpk-Vpk =~500mV)：


如果我要使用更高的负载电流来测量接地的 SLx、我必须使用从 Launchpad 到逆变器的跳线电缆。 如果您愿意、我可以做到这一点。 但我不确定这是否可行、因为 Vpk-Vpk 几乎相同、有电流流经负载、也没有电流。

现在、振铃可能来自 SLx 的电感和我安装在 SLx 和接地之间的电容器。 可能没有它们、瞬态会高得多。 我将移除电容器并重新测量。

此致、
丹尼尔

大家好、Joshua、DRV 的 SLx 引脚内部是否接地？

此致、
丹尼尔

嘿、Joshua、我移除了接地和 SLx 之间的电容器、这些是波形(再说一次、VDD = 40V、负载电流为10A)：





VPK-Vpk 现在在10A 时为2V、在空载时约为500mV、尖峰随着负载电流的增加而增加。 所以我认为 Grzegorz 建议的电容器可以是解决方案。

这也是无负载电流时的接地 SLA：


我只检查一下、DRV 的 SLX 未接地、因此我之前假设会有一些电流从 SLx 迹线流经 DRV 然后到达接地、这是错误的。 我应该仅是栅极驱动电流。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！   

感谢您提供的所有信息！  我会让您了解在对新信息/波形进行一些更深入的思考后我们有哪些建议、 并回答您很快提出的问题。  

感谢您的耐心等待、此致、  

-约书亚

嘿 Grzegorz ,我得说谢谢你,因为你解决了我的问题(我还没有测试它的更高的电流,但我很肯定是)。 在2-3天内、我将使用更高的电流再次尝试它、并告诉您它是否正常工作、并使用标记线程。 我选择这个 MOSFET 是因为不需要宽电源平面, trr 是相当低,我认为它应该有非常低的电感..  

"如果我将 DRV 的所有 SLX 都接地、并对 MOSFET 的 SLX (封装的源极引脚)执行相同操作、并使用大规模接地层连接它们、会怎样？"

我之所以写这本书、是因为我认为 DRV 的 SLx 引脚已接地、但实际上没有接地。 在本例中、我认为 SLx 布线上的额外电流可能会由于 SLx 电感而导致过多的瞬变、但事实并非如此。

最后一个问题 Grzegorz、您说、我没有太多的二极管空间、我只会在 SLx 引脚上尝试 MLCC、而在 SLx 和接地之间没有二极管。 我可以冒这个风险吗、或者您是否也会安装二极管？



此致、
丹尼尔

只是如果您想知道、大容量电容器连接到 PCB 下方的正负端子、它采用4层、中间有2个接地端。

Daniel、您好！

我认为、MLCC 电容器有可能单独工作、但如果不能单独工作、最好有一些地方尝试在这些电容器上并联一些其他元件、例如小型肖特基二极管或电阻器。

我注意到您使用了相当大的 MLCC 电容器 C96等。 SLx 引脚和 GND 之间有一个小电压、因此16/25V 额定 X7R (或类似) MLCC 电容器应该足够。 我想您可以使用0603或0402等较小的封装、然后如果出现任何可能的问题、也许可以添加另一个封装0603。

我期待了解更高负载电流的测试结果。

此致、

格雷戈尔茨

感谢您在我不在的情况下对此事的专业知识/意见、Grzegorz！

大家好、Grzegorz 和 Joshua、

 它现在正在工作！！！ 100A 不再是问题 …

我连接了接地、正如我在上面的帖子中提到的那样、但我非常确信电容器是它现在可以正常工作的原因。

我不会在新设计中使用任何二极管、仅在必要时使用具有串联电阻的电容器来抑制振荡。

非常感谢！！！

我不知道我什么时候会想到在接地和 SLX 之间进行测量。 我认为封装内部具有低电感。


我只是在想选择介于100N 和1uF 之间的电容。

C = 100ns*80A/8V，在此只是一个粗略估计，我将得到大约1uF。

由于安装了1uF 电容器时的振荡频率、我试图计算电感、我得到了大约40nH 的电感(SLx 到 L-引脚)。 我认为这太过分了。 对于仿真、我认为合理的值大约为5nH。 你说什么？

f_osc 约为800kHz、C 为1uF。 L= 1/((2*pi*f)^2 * C)

 封装的 Cp 约为160pF、但我认为与1uF 相比、这可以忽略不计。

这是一个模拟、但我确实对其是否正确存在一些怀疑：




此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

我很高兴听到您的设计已开始工作。

"安装了1uF、我得到了大约40nH 的电感(SLx 到 L-引脚)"-我认为这个值可能是正确的、提供800kHz 的 LC 电路中的总电感将是 MOSFET 主源电感(5-10nH)、MOSFET 辅助源电感(20-30nH)、电容器寄生电感(大约1nH)、接地层电感(3-5nH)。 这些值只是我的猜测和估计值、我可能会弄错。 MOSFET 封装相当大、辅助源键合连接具有直径为0.3mm 且长为30mm 的导线似乎合理、此类导线的自感约为30nH。 对于 MOSFET 的主要源杂散电感、与另一家制造商的 TO-247和电源模块封装的一些可用数据相比、5-10nH 值似乎比较正确。

"我只是在想选择介于100N 和1uF 之间的电容。 "-我会选择一个值来保证 DRV8350 GND 的电压 SLx 安全。 可以将 SLx 引脚直接连接到 GND、但正如我之前提到的、会有损坏 MOSFET 辅助源极键合的风险。

我认为添加电阻器以抑制800kHz 振荡将是一个不错的做法、这些振荡可能会干扰驱动器 OCP 功能等。

我想 MOSFET 封装主要用于隔离式 MOSFET 驱动器、数据表 di/dt 高达令人印象深刻的1850A/us。假设10nH 主源电路应变电感会产生约18V 的电压峰值、该值足以损坏非隔离式驱动器和 MOSFET 栅极本身。

感谢您分享您的设计和测量数据的所有详细信息、如果我将来需要设计一些高电流驱动器、这些信息将会很有帮助。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

再次非常感谢您的最后一个答案、现在有些事情变得更有意义。

我想我将尝试对其进行测量以得到正确的 C 值。 C 公式是完全荒谬的、但我认为有一些东西。 我稍后在确保正确时发布它。

"我认为 MOSFET 封装主要用于隔离式 MOSFET 驱动器"。 我不考虑该长键合线。 我试图构建一个只有栅极驱动器的小型中等功率驱动器、它是直接连接的、并假设采用低电感封装。 我不知道键合线具有如此大的电感。

 电流上升时间大约为50ns。 智能栅极驱动公式(t=Qgd/i=18nC/EVM 50mA)在我的实际设置中为我提供360ns。 我将测量米勒平坦时间。 我希望主要的杂散电感低于10nH、

编辑： https://ixapps.ixys.com/datasheet/3813c662-3891-479f-bd94-d8441b2bb922.pdf 我刚刚找到了此 MOSFET 封装的最新 PDF！

 如果您希望、我可以将我的 PCB 设计文件和板的文档发送给您、如果您将其用于业余活动、  

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

没有任何问题,我很高兴我可以帮助,它是比玩独奏更有趣.  

IXYS 对 Isoplus-DIL 封装的描述真的很有趣、看起来 S2和 S4的键合线大约为12mm 长、并且它们的引脚一起可能具有大约15nH 的杂散电感。 请参见图7。 我很难相信它的杂散电感只有15nH。 我不会尝试以快得多的速度使用 DRV8350运行该 MOSFET、我想这可能会导致 MOSFET 栅极损坏。

"  如果您愿意、我可以向您发送我的 PCB 设计文件和板的文档、如果您将其用于业余活动"-谢谢、但我必须拒绝、如果我需要设计任何电机驱动器、可能它将用于专业用途。 您的设计向我展示、设计100A 电机驱动器可能比我以前认为的要简单一些。 我的经验是有限到目前为止约25A 峰值和一些短路事件约100A 我的板生存下来.

PS。 "我认为电流上升时间约为50ns。" -在您的设计中源栅极电流为50mA、Vth 约为3V、因此提供类似电流的栅极电阻值将为(10V-3V)/0.05=140欧姆。  这不是直接测量、而是查看图 14 MOSFET 数据表显示、电流非常相似如果与您的 di/dt 对应的 VM 将约为700A/us。 在80A 电流下、它将提供大约80/700 = 0、11us = 110ns 的电流上升时间。

此致、

格雷戈尔茨

Daniel、您好！

"查看图7. 电流路径我很难相信它的杂散电感只有15nH "-我想我已经解决了我的难题 、我认为测量的15nH 杂散电感是正确的、但对于准备好的封装、如图7所示。 电流环路将通过最近的半桥与不是最远的 DC-引脚闭合。 对于中间半桥、DC-到 DC+的总杂散电感约为25-30nH、然后 S2引脚 DC-引脚和连接点键合线之间的杂散电感约为12nH。

我仍然认为800kHz 振铃电路的40nH 杂散电感可能是正确的。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

 我还更喜欢在玩卡片之前先使用电机控制器  

"谢谢、但我必须拒绝"好的、但我想您不会只是复制它、这就是我的意思。 如果您需要一些参考设计、没问题。 只需写一条直接消息。 我不知道为什么、但我的一个爱好是设计电机控制器 HW+SW、这让我觉得很有趣。

在我开始的时候，我在使用大约20A (TO-220)时遇到了一些麻烦。 然后我发现了 Ixys 封装、40A 不再是我的电动滑板的问题。 但我想在不使用一个封装的情况下设计更高电流的电路板、这样我学到了越来越多的知识。 下一步是60A、现在我的电流为100A、具有低侧电流感应的 TO-220和每层2oz (具有一个小型直流母线)的4层 PCB。 这是我的首批开发板之一：



目前、我正在考虑设计具有200A 及更高电流的电路板、但我发现这确实具有挑战性。 更多热量、更长的布线、并联 MOSFET 等。 这是我200A 的创意：

我正在研究200A 以上的电流、但我已经进入最初的阶段、可能我必须重新思考设计：



"我想我已经解决了我的两难问题 ………..."

您是说它们使用最靠近 L-的 L1来测量电感吗？ 因为在图7中、它们使用了最大的循环。 有一点奇怪、我在 SLA、引脚 S6上测量到40nH、引脚是最小的环路。 15nH 我也不能真正理解它。 我只是想计算芯片中的不同电感。 对我而言、芯片中的汇流条(L-和 L+)是宽耦合布线、但在我尝试计算相关的电感时、我得到最远一个的值约为50nH (仅适用于 L-和 L+)。 也许我忘记了这里的一些东西。

  
我不知道、如何才能获得700A/us？ 您真正是指图14吗？ 不是11和12？ 如果以前没有注意到它们的话。  

图14：

图11和12：


此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

"您是说他们使用最靠近 L-的 L1来测量电感吗？ 因为在图7中、它们使用了最大的循环。" -      在图7他们短路了所有3个半桥执行一个测试,电流从 L+到 L-引脚将流最短的方式,即通过最接近 L-引脚(L1)的半桥。 我认为他们只是错误地绘制了红色的电流线、除非他们想显示最大值。 GWM 封装电感、并将其与性能更好的 GMM 进行比较。 通过最近的半桥的 GWM 封装中的电流环路仍将比 GMM 版本的电流环路大一点、与 GMM 版本的10.5nH 相比、15nH GWM 的测试结果看起来很正确。

"我得到的最远值约为50nH (仅适用于 L-、L+)"-我使用了两个在线计算器、得到了16nH 和37nH、因此平均值约为35nH、相当于最短环路的 Ixys 15nH 测试结果。 (全部3个半桥短接)

https://www.allaboutcircuits.com/tools/edge-coupled-trace-inductance-calculator/

https://www.allaboutcircuits.com/tools/rectangle-loop-inductance-calculator/

图14是一个 Qrm 与 di/dt 的关系图、但还有三个不同 Rg 值的点、我认为它们可用于估算27欧姆至270欧姆之间的 Rg 的 di/dt 值。

此外、我放置了一条39欧姆的绿线、可提供1550 A/us 的电流、然后80/1550 = 52ns。 MOSFET TR 时间为55ns、接近于52s。 当然、它只是一个估算值。

"更多热量、更长的布线、并联 MOSFET 等等。" -我会说大量的热量,并增加可能的串扰和两难的分裂接地与实心接地.

此致、

格雷戈尔茨

Grzegorz 早上好、

"在图7中、它们将全部3个半桥短路以进行测试"

这真的很有意义,最短的 GWM 15nH 和 GMM 10nH。

哦，很好的工具，我刚刚看到边耦合线的公式是用 s>>w 来限制的，可能这里有一些问题，但我认为矩形的效果很好。

谢谢、我真的不确定这是否是图表中的 Rg。 但是 di_F/dt (流过体二极管的电流)是否与 di_ds (流过漏极和源极的电流)一样？ 如果我看一些图、其中 MOSFET 关断、那么 I_DS 的斜率与它进入恢复区域时的斜率相同、可能会是这样吗？

我想我也可以使用图 11还是？

非常相似的值：



在这里、对于 tr、Rg=39时得到的值超过50ns、而对于 Rg=140时得到的值超过125ns (ID 是80A Vds = 50)。

是的、接地分裂是一个两难的问题、

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

" 但是 di_F/dt (流过体二极管的电流)与 di_ds (流过漏极和源极的电流)一样吗？" -我想这应该是因为进入或离开半桥的电流是由电机电感稳定的。

"我想我也可以使用图 "怎么了? "嗯,现在我看到了。" 我认为图 11优于图 14.我只是专注于我的无花果。 14未分析图 11.我的错。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

好的，听起来不错，但没有你，我没有找到那些图表

我只是做了一些仿真、不知道其正确性多大、但串联的电阻器可能非常重要、没有这些电阻器、波形看起来非常疯狂。

并且我实际上还考虑使用一个小电阻器 R4 (在仿真图中)。 (我还认为在这种情况下使用铁氧体会使其变得更容易)





我必须考虑这一点、仿真显示出高瞬态。 R4是好得多的、但我不确定下面的缺点。 当我有一些想法时、我会稍后写。

此致、
丹尼尔

您好 Grzegorz：

 我想了一点:)我希望它能用这个电路工作:



它在另一个板上工作-因此、我认为它也应该用于80A-90A 的新设计。


我还想使用另一个驱动器、如 DRV8300、但它具有一个通用 SLX。 我不确定隔离式栅极驱动器是否能够工作、我认为我必须为它们使用隔离式直流电源。 新电路板应非常小。

如果我遇到任何问题、我想我使用其他 MOSFET (例如小型 CSD…) 和小汇流条。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

"使用 R4是好得多,但我不确定的缺点"-我认为约1欧姆的串联电阻器不应该造成任何额外的问题,未转储振荡可能是更有问题的。 您可以尝试将1Ohm 电阻器连接到电容器、而不是串联电阻器、但我认为它不那么有效。

"我不确定隔离式栅极驱动器是否可以工作、我认为我必须为它们使用隔离式直流电源"-可能您需要3到6个隔离式直流电源。 我认为、对于需要工业 VFD 和伺服驱动等高可靠性安全系统的大功率、高电压驱动器和驱动器、隔离式栅极驱动器具有真正的优势。

"新电路板应该非常小。" -你可以做一个小板,但你仍然需要散热。 如果您的驱动器大约为4.3kW、那么在96%的驱动效率下、您需要耗散约170W 的热量。

我想传导和开关损耗会是问题的第一点。

我找到了 DRV3255、尽管 TI 网站上没有 DRV3255的数据表、我也没有它、但它可能是您的高电流驱动器的更好选择。

如果您尚未看到、下面的链接可能会很有用。

https://www.ti.com/lit/an/slvaf39a/slvaf39a.pdf?ts = 1693113521738&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://www.ti.com/lit/an/slvaf66/slvaf66.pdf?ts = 1693078297335&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

https://www.ti.com/lit/an/slpa020/slpa020.pdf?ts = 1693134232069&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.ca%252F

https://www.ti.com/tool/TIDA-00364

您可以考虑使用 MOSFET 电路板上的温度传感器和 VM 监控功能(如果不使用它们)、并对 MCU 进行编程、以便在其超过保存限值时采取适当的措施。

"如果我遇到任何问题、我想我使用其他 MOSFET (例如小型 CSD…) 和小汇流条。 "-我认为这将是 一个好选择、通过使用单个 MOSFET、您将能够将杂散电感和振铃保持在所需的水平。 我想、如果您不想花点钱购买一些高科技 PCB、就会需要一些铜母线。

如有必要、您可以考虑使用80V MOSFET。我使用额定电压为60V 的 DRV 和 MOSFET、VM 本身为48V、但我使用 VM 监控、并且振铃限制在某些安全级别。

PS。 对于80-90Arms 驱动器、我可能会选择 PCBWay、而使用4层 PCB。 2盎司外层用于信号层(DRV、必要时使用 MCU)和具有电源布线(总线)的 MOSFET 焊盘(如有)、底部的外层旨在向 PCB 下方的散热器传输尽可能多的热量。 第 nr 层-所有电源总线和接地层、它们可以厚度达6oz、第 nr 层-接地层。 我不知道这种堆叠的机械稳定性会是多少。 对于原型,我可能会使用4层板2+2oz 从他们的竞争对手.

此致、

格雷戈尔茨

您好 Grzegorz：

担心会从栅极驱动器侧和 MOSFET 侧将 SLX 去耦(不必要的导通)。 我只订购了不带串联电阻器(R4)的电阻器、但在 SLx 引脚上有一个用于电容器的阻尼电阻(如上一帖子中的图片所示)。 没错、并联电阻也可能是一个好主意、我会限制键合线上的电流。 您认为 SLx 键合线的电阻、100m Ω–500m Ω 是多少？

 这肯定会是过度 .. 我希望它可以在没有隔离式驱动器的情况下工作。

令我惊讶的是、冷却不是什么大问题、我使用水泵来冷却 MOSFET。 温度真的很好、多次测试。 它不是连续的90A、仅用于加速、就像一辆汽车。

下面是一个视频：

e2e.ti.com/.../WhatsApp-Video-2023_2D00_08_2D00_23-um-21.33.18.mp4


是的、我认为同样->"我认为传导和开关损耗是问题的第一点。"

感谢您提供这些链接、我了解了大功率设计注意事项和 TIDA-00364、而不知道并联驱动 MOSFET 的 pdf。


我为电路板和 MOSFET 安装了一个温度电阻器。

 我将看到它的工作原理、如果它不起作用、我将使用单个 MOSFET。 TO220需要大量空间、由于 CSD 我有点害怕 MOSFET 散发热量、因此它的表面不如 MTI100芯片上的清洁表面。 如果我使用 ALU 磁芯 PCB、我必须做一些层叠 PCB、这会使它更复杂。 我希望它能像我所订购的一样正常工作 。

我不确定我将使用哪个电压、介于48V 至60V 之间。 我始终尝试对电压留出30%的余量。 在这种情况下，为什么要使用 VM 监视？ 我仅将其用于再生、以限制电池充满电或电池在再生期间突然断开时的电压。

谢谢、我不知道 PCBWay。 我在 TLCPCB 上订购。 4层、2盎司外层和内层、那里很便宜。

 这听起来很有趣,谢谢你的提示。 也许我给你写的时候,用其他 MOSFET 封装设计一个新的板:)我希望它是可以的。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

我现在看到什么是使用你的驱动程序. 在您的情况下、电机断路可能不是问题。 我的驱动器由48V 电源供电(无需电池来返回能量)、并且涉及一定程度的制动。 如果制动斩波器出现故障或有人使用螺丝刀将电源电压一直转到57V、我将使用 VM 监控。 它们是步进电机驱动器、但我认为很多问题与其他电机类型类似。

"有了 CSD、我有点害怕从 MOSFET 上散热。"-我认为、利用 MOSFET 焊盘下方约150个散热过孔、以及 PCB 下方加一个散热器、单个 MOSFET 应该能够获得大约2-3K/W 的热阻"结散热器"。 正电压。 PCB ToolKit 软件有助于使用 PCB 进行多种估算。

"或许我在用其他 MOSFET 封装设计新电路板时给您写信：)我希望没问题。" 是的,请做。 如果您有一些问题、或者希望我来了解一下 PCB 布局、我可能会提供一些有关如何改进的提示。

此致、

格雷戈尔茨

您好 Grzegorz：

做了很多的乐趣与这个狐狸,特别是在开始。 水与木板的距离很难控制、而且当你太高时、翼子板不再在水中、然后你全速撞向水中。


 我不采用再生方式、但我在这里制造了一些车辆。 我知道你的意思、没有电池、刹车就会出现问题、没有斩波器。 有一天、我将再生电流增加得太多、BMS 断开了电机控制器上的电池、电机控制器起火。 因此、我还监控总线电压


这个散热孔听起来不是很糟糕、我将尝试一下。 我有 Saturn PCB 工具套件、您是指"PCB 工具套件软件"吗？


 谢谢、非常好。 对于第一个电子油原型、我将结合使用电机控制器和 MTI MOSFET。 但我已经对下一个电子油原型有了更好的想法、其中电机控制器可能更大、但还应能够驱动更高的电流。 我想我会在几个月后开始使用它。 那么我将与您取得联系。  

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

我还有一些疯狂的爱好,虽然与电机驱动无关,我必须告诉你,击中地面可能是更痛苦.

e2e.ti.com/.../VID_2D00_20230627_2D00_WA0000.mp4

是的,我的意思是 Saturn PCB Toolkit,我只是看了一下软件图标,忘记提及公司名称.

期待了解您的新驱动器。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

 是的,这是疯狂的,我的一个朋友做同样的。 我喜欢攀岩，但对我来说，这绝对是一个很高的高度  

这可能是真的,小心!


 好的、谢谢、我应该更经常使用它  

我已经完成了新的 PCB、我对它很满意。 到目前为止我无法进行测试、因为 INA241将于10月抵达、我订购了 TPS78511比 TPS78533 -。

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

感谢您分享您的设计照片、电路板看起来非常漂亮。

这些只是我的设计产生的一些想法。 我会小心地将 MLCC 电容器放置在 PCB 板可能弯曲的区域附近、如安装孔和高电流端子、或者至少我会非常小心地拧紧这些端子上的螺母。 市场上有一些采用灵活端接的 MLCC 电容、但它们更昂贵、并且在相同尺寸下容量通常更小。 VM 直流母线连接到强大的电池时电容损坏、可能会导致火灾等故障。  

如果您将来需要在 MCU 周围留出更多空间、可以将所有或大多数去耦电容器移动到 MCU 的背面。 如果您在电流测量中遇到噪声问题、可以尝试过采样、在我遇到噪声的情况下效果很好、甚至优于 RC 滤波器。

此致、

格雷戈尔茨

您好 Grzegorz

"我会小心地将 MLCC 电容器放置在 PCB 板可能弯曲的区域附近、如安装孔和高电流端子、或者至少我会非常小心地拧紧这些端子上的螺母。 市场上有一些采用灵活端接的 MLCC 电容、但它们更昂贵、并且在相同尺寸下容量通常更小。 如果 VM 直流母线与强大的电池连接短路、电容损坏、则可能会引发火灾等故障。'

谢谢你的提示,我不确定这是否会导致问题,我想我只是试一下,看看它是否有效,有多长时间:)。 我希望板不会弯曲过多次、我尝试将孔尽可能靠近 FET 放置。

VDDIO 电容器位于 MCU 顶部、VDD 电容器位于 MCU 底部。 我想使用 F28069、但我刚刚看到它也可以通过80引脚提供、我使用100引脚版本。



哦、听起来很有趣、过采样意味着什么？ 在一个 PWM 周期内进行多次采样、然后使用平均值？ 我使用内联感应实现了双采样、但这与您的意思不同？

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

是的、我的意思是求平均值。 我使用非 TI MCU、它在 ADC 外设中内置了平均值计算(过采样)单元、此外、我还使用软件平均计算。 MCU ADC 具有较高的噪声、该方法在降低噪声时可提供良好的效果、整体 ADC 精度未显著提高、但可以降低噪声。 我浏览了 F28069数据表、它似乎没有内置 ADC 外设的平均值计算单元、执行平均值计算的唯一方法可能是通过软件。

原理是、如果您需要模拟数据、假设以1kSPS 的速率运行 ADC 可以高得多的采样速度、理论限制将为3.46Msps /(有源 ADC 通道数)、接下来通过对样本求平均值来实现。 在这种情况下、ADC 噪声甚至会在一定程度上有所扩展。 实际有用的 ADC 速度可能略低于理论值、高速采样会出现一些额外的问题。

当谈到场定向控制时、

https://www.ti.com/lit/an/slaa323a/slaa323a.pdf?ts = 1694252902310&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

但我不知道如何使用 TI MCU 高效地实现这一目标。

该方法对我而言非常适用于其他类型的模拟测量、它在我看来、如果您遇到噪声问题、它可能会非常有用。

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

我n‘t F28069没有内置用于取平均值的东西。

我将为该项目使用 Instaspin FOC、在该项目中、我还需要在低通滤波器(截止频率约为350Hz)后对电压进行采样。 电流和电压测量应该最好同时完成。

目前我不确定如何在本例中正确实施。 如果 ADC 完成电流和电压测量、则会触发 ISR。

如果我添加平均值计算(过采样)、这是否意味着我在控制环路中添加延迟？  但是、我的系统不是高动态系统、可能对它的影响不大。 如果我使用快速电流环路、您是否知道快速电流环路？

我思考了两种情况、下图是。 在第一个选项中(左侧)、我只使用 PWM 模块触发 ADC、而不是一次采样、例如、我可以进行三次采样。 内联感测没有问题、低侧感测会影响最短导通时间。 采样后、FOC 算法计算下一个 PWM 周期的新占空比。

您是否真的认为尽管 MOSFET 未进行开关、但测量中有如此多的噪声？ 我认为仅仅对相位的电流进行两次采样实施起来比较容易、在这里、我只需添加三个额外的 SOC、然后获取 两个样本的平均值(3xCurrent * 2个样本)。 我认为延迟是可以接受的。

第二种情形是多次采样。 使用 PWM 作为 FOC-ISR 的触发器、并在发生 ADC ISR 时中断 FOC-ISR。 当新的 PWM 中断发生时、我会使用上一个周期的采样平均值。 但是、延时更高。 我认为这不是一个好主意。

如果有什么不清楚,只说,我的英语不是最好的。



我可以问你怎么做吗？ 如何测量噪音？

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

"如果我添加平均值计算(过采样)、这是否意味着我在控制环路中添加延迟？" -是的,它会增加一个延迟和太长的延迟是不好的事情。

"你知道快速电流环路吗？ "不,我不知道。" 在本例中、DRV 负责电流控制。

"例如、我可以取样三次。" 这将是一种方法。

"虽然 MOSFET 未切换、您真的认为测量中有如此多的噪声吗？" -我没有说,我只是给你一个提示什么可以是有用的"如果"你有/有问题的噪音。 虽然我实际上认为测量也是在开关期间完成的、但当我看到 INA 和 MCU 之间的长布线时、我认为您可能会遇到噪声问题。 我不知道 Instaspin、但我认为在开关周期之间进行采样是降低噪声对测量结果的影响的好方法。

"第二种情况是多次采样"-您采集的样本越多、降噪效果就越好、当然延迟时间也越长。

"如果有些事情不清楚,只说,我的英语不是最好的"-我认为你的英语至少是我的,我在这个论坛的原因之一是不要忘记我的英语。

"你怎么了? "你怎么知道的?" -当然。

我会在屏幕上显示测量值和 ADC 寄存器的读数、但我认为您也可以在调试 MCU 程序时使用 Hyperterminal 或 PuTTY 等程序来获取一些读数。

我正在观察测量值的波动、当我确定这些波动太高时、我开始进行一些测量。

1.我短接 INA 的输入并检查它是否有帮助,如果它限制波动,那么一些输入滤波器可能有帮助。

2.使用标准示波器我检查了 ADC 输入引脚和 ADC REF 引脚上的噪声(为此、一些具有高灵敏度输入的示波器是一个更好的选择或者在示波器中使用低噪声输入放大器)。

-在 REF 引脚上,除了来自 ADC S/H 电路的噪声之外,我无法测量任何噪声。 在这里、我使用电压基准 IC 来获得高稳定性。 应注意在电压基准 IC 和 ADC REF 输入之间使用电容。 电容不够会降低 ADC 精度、电容过大可能导致基准电压振荡。 IC。

-在 ADC 输入端,我可以测量来自 INA 的从单 Hz 到几 MHz 的噪声(我想它被称为白噪声)。 我使用 INA 和 ADC 输入之间的 RC 滤波器玩过好几次、但结果很差(延迟、INA 稳定性)、我让 INA 输出直接连接到 ADC 输入。 有一些采用滤波器+运算放大器的可能解决方案、但 PCB 板空间已经用完了。 结果表明、取平均值是限制读数中出现噪声的最简单且足够好的解决方案。

在使用万用表检查 ADC 的线性度时、我发现它不是很好、并且读数中有一些非单调区域。 将 S/H 相的时间稍长一些、就会使 ADC 精度达到数据表值、我认为还可以采取很多措施来进一步提高我的读数。 也许在采样阶段处理关闭 MCU 时钟会带来更多的好处,但我需要 MCU 来执行其他任务。

有一个很好的机会,你将不会有任何问题的噪声,你将不需要做任何与它.

此致、

格雷戈尔茨

嘿 Grzegorz、

"当我看到 INA 与 MCU 之间的线迹较长时、我的脑海中可能会浮现噪声问题"

我还认为这可能是个问题。 由于共模噪声的原因、INA 应尽可能靠近检测电阻器放置、这比 INA 和 MCU 之间的短布线更重要->我认为！

我使从 INA 到 MCU 的迹线非常粗、以减小线路阻抗、在 ADC 输入之前、我放置了电荷桶缓冲器。 我认为、由于内联感应、信号不应包含高频。

我的一个朋友说差动输入具有低阻抗、他说我应该将 INA 放置在更靠近 MCU 的位置、但我担心常见噪声、我无法100%确定什么更好。

但如果由于电感耦合或电容耦合而确实出现问题、则过采样可能是个好主意。 我会记住这一点。

我发现这个线程、是由于过采样和 Instaspin (有两个关于过采样的三段)： https://e2e.ti.com/support/microcontrollers/c2000-microcontrollers-group/c2000/f/c2000-microcontrollers-forum/472937/lem-current-sensing-and-phase-voltage-sensing-with-lab13b-modified/1707416?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=instaspin%2520AND%2520oversampling#1707416

谢谢你:)

"像 Hyperterminal 或 PuTTY 这样的程序在调试 MCU 程序时读取一些读数"-> ahh 正确.. 对于 TI MCU 来说、有一个 guicomposer、我想我会这样做。 我过去用它来使电机控制器可视化：



"电容不够会降低 ADC 精度、电容过大可能导致基准电压振荡"。 ->我尽量遵循数据表、使用1uF 电容器绕过 VREF IC 或在 VREF IC 上去耦。

在我的另一个板上、我使用 OPA 进行电流感应、需要花费一段时间才能获得合适的滤波器。 我试图以尽可能降低噪声的方式进行计算、但它也应该在 ADC 启动时稳定到适当的值。 但是对于 INA、我读取到高输入滤波可能会干扰高 CMRR。 如您所说、我读到与 INA 配合使用输出滤波器时可能会出现稳定性问题。 目前我在输入端使用20欧姆和2.2nF 的 RC 滤波器。

"给 S/H 相增加一点时间会使 ADC 精度达到数据表值、我认为还可以做很多工作来进一步提高我的读数"->因此、我使用了电荷桶来缩短采样时间。 www.ti.com/.../spract6a.pdf

我对检查电路板的信号完整性感到很兴奋、但在高负载条件下、电路板肯定会有一些噪声… 希望这不是太多:)

你来自波兰吗？ 我来自奥地利：)

此致、
丹尼尔

Daniel、您好！

感谢您分享对设计的看法。

是的、我来自波兰。 我去过格里芬堡两次，这是一个非常好的地方，适合越野滑翔伞。

此致、

格雷戈尔茨