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[参考译文] DRV8899-Q1:驱动器在寒冷环境中运行时遇到的问题

Guru**** 657500 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8899-Q1
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/1291813/drv8899-q1-problem-with-driver-operation-in-cold-environment

器件型号:DRV8899-Q1

尊敬的所有人:
我对使用 DRV8899的系统有一些熟悉之处。 我正在使用它来驱动小型步进电机、并且作为 CubeSat 子系统的一部分、我们进行了一些 TVAC 测试。 电机驱动器在室温下工作正常、在某些负载下驱动期间会消耗800 mA IRM。 对于高温情况(大约60摄氏度)、IRMS 上升到大约1-1.1A。 对于低温情况、大约-5°C、IRMS 下降到-600 mA 周围、我们损失了大量扭矩-机构卡住。  

据我所知、IRMS 受环境温度(j 桥的 RDS)影响、通过一些计算发现 IRMS 变化是合理的。 该 IRMS 扭矩下降和下降是仅由 MOSFET 温度引起的还是其他原因引起的? 我们试图保持扭矩并预热开关、但未解决问题。 我正在考虑在芯片顶部增加小型加热器、以便在操作前(如果需要)对其进行预热。 这是典型的做法、还是我遗漏了一些? 目标是能够在环境温度大约为-40°C 时正常工作。  

对于高温情况、当 IRMS 升至1A 以上时、大约为60度、我们会遇到欠压误差。 在实际情况下、在 LEO 环境中、卫星内部不会达到这样的温度、同时散热也很足、所以我们标称运行不会出现这么高的值(另外、我要使用新的迭代转换到具有更大封装和散热器的 DRV8889。 此处的问题在于欠压-我们必须使用5V 线路为电机驱动器供电、欠压开始在4.5V 左右起作用。 此外、更长的电缆(这是合理的)严重影响了这个问题。 我在这里的问题是、如果总线电压较低、并且我们在标称范围内运行、则只保持高容量电容就可以解决该问题? 还是不能利用更高的电压? 在新迭代中、我将陶瓷大容量电容更改为聚合物钽、但我仍需要对其进行测试。  

我会很高兴为您提供任何建议!
此致、
斯拉沃米尔

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     Slawomir、您好!

    感谢您在此论坛中发帖。 VREF 输入是如何提供的? 如果是来自 DVDD、使用电阻分压器、则与 VREF 的外部稳定电压源相比、它的温度可能会有很大差异。 例如、您可以为 VREF 输入稳定的3.3V 电压、并使用 TRQ_DAC 设置控制 IFS。  只要 VREF 在这些温度范围内保持稳定、IFS 在温度变化时就会保持稳定。 如果有足够的余量来处理 VM 电压与将目标 IFS 穿过绕组所需的电压、则 Rdson 随温度的变化不会对输出电流产生很大影响。  

    最坏情况下的 UVLO 阈值非常接近4.5V、即最大 数据表中针对下降电压的技术规格为4.35V、而针对上升电压的技术规格为4.45V。 如果在驱动电机时可以将电源保持在4.5V 以上、则需要使用较大的大容量电容器。 否则、使用更高的电压 来解决该问题是不可避免的。

    此致、Murugavel

      

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    您好 Murugavel:
    首先感谢您的回复! 对于该 Vref 引脚、这可能是问题的根源。 实际上、我用于 Vref 引脚的是微控制器的 DAC 输出。 我们遇到了电阻分压器的一些问题、因此它被消除了- DAC 输出通过0欧姆的电阻直接到达 Vref 引脚。 我记得该 Vref 实际上是由电流控制的、该电阻器的一些电阻摆幅可能会影响这一点吗? 实际上、我在这里做了一些测试、将探针连接到 Vref 引脚上、然后将其从真空室中取出。 我从 MCU 测量了 DAC 输出引脚、从室温到65摄氏度的电压摆幅为~100mV (3.4V)-我在这里很好奇、DAC 的内部基准可能悬空。 您认为它可能是这个电阻器吗? 我今天要做一些测试。

    关于控制 Vref 引脚- TI 还建议改用 DAC、使用 RC 滤波器和 PWM 信号-在温度依赖性方面、该解决方案难道不是最差的解决方案吗? 它看起来最可靠的解决方案将是高稳定性的外部 Vref。

    感谢您的意见!
    此致、
    斯拉沃米尔

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     Slawomir、您好!

    我同意你的评论"这看起来最可靠的解决方案将是高稳定性的外部 Vref ". 这种应用用例、这将是最佳选择。 专用基准附带内置热补偿、且其温漂非常低。 您可以选择一个标准值、例如2.5V 假定它可以轻松覆盖您的 IFS、并通过 DRV8899-Q1寄存器设置使用内部 TRQ_DAC 管理实际电流。

    Vref 会在内部转换为电流、但根据我们的设计参数、它具有非常低的温度系数一位 ppm/C。 我们不能指望这会造成 IFS 下降、就像 IFS 从室温下降到-5°C 时下降了25%至30%一样。可能还有其他原因、但这不是其中一个。   

    您提到了"I 从 MCU 测量了 DAC 输出引脚、并且从室温到65摄氏度的电压摆幅为~100mV (3.4V)"。 Vref 引脚上灌入的电流将是 mA 的小数。 我猜测电压 DAC 本身会漂移100mV。 您可以在断开 Vref 与 DRV8899的 Vref 引脚的连接后测量 DRV8899源。 如果您不必使用 MCU 改变 Vref 电压、那么稳定的专用电压基准应该会提供更好的结果。

    如果这不能解决您的使用 CASEC、则最后选择加热室。 我希望这对您有所帮助。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    感谢您的建议、我将专注于确保 Vref 正确无误以及相关的一切内容。  
    此致、
    斯拉沃米尔