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[参考译文] MCT8329A:OCP_VDS 和 AMP;OCP_SNS 故障

Guru**** 674950 points
Other Parts Discussed in Thread: MCT8329A, MCF8329A
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/1318378/mct8329a-ocp_vds-ocp_sns-faults

器件型号:MCT8329A
主题中讨论的其他器件: MCF8329A

大家好!

我有一份一直在研究的定制电路板设计、经常遇到 OCP_VDS 和 OCP_SNS 故障。  

这个问题似乎是随机的从板到板。  也就是说、在我已经测试的原型中、有些立即工作、有些立即处于故障状态。  每个电路板在尝试运行之前都加载了相同的已知"良好"寄存器。  

对于受故障影响的电路板、我发现更常见的情况是、当发生故障时、换向 FET 会在高侧/低侧对中损坏、从而导致怀疑发生了跨导。  我已经收集了大量证据来支持这一点、并因此提高了信号完整性和抗扰度、但因此无法确定根本原因、因此问题仍然存在。  

以下示波器截图显示了已知良好(能够运行)的电路板和会立即触发 OCP_VDS 故障的电路板在启动校准期间的高侧和低侧栅极驱动信号: 每个电路板在硬件和软件上都是相同的。

良好的电路板-宏比例和放大。  红色=高侧; 黄色=低侧; 绿色= CSA_OUT; 输入电压= 9V:

在这个情况下、电路板启动并运行时应该是这样。  当低侧栅极拉高时、高侧栅极被拉低。  即使电路板运行、我仍怀疑存在一些跨导现象、因为两个栅极电压会收敛到略高于栅极阈值电压的水平。  如果我将输入电压增加到>22V、预计会出现 OCP_SNS 条件、因为每个栅极电压都会略高。  在这种情况下、如果发生跨导、则不足以触发故障条件、并且在高达~22V 时可能是也可能不是如此。

电路板故障- 缩放比例和放大的图形。  红色=高侧; 黄色=低侧; 绿色= CSA_OUT; 输入电压= 9V:

以上示波器截图是在其中一个故障电路板的启动期间拍摄的。  我们可以看到、当低侧栅极在初始对准期间被拉高时、高侧栅极未能拉低。  在这种情况下、怀疑高侧和低侧 FET 都有效导通、导致跨导情况。 这将解释 OCP_VDS 故障触发。  我还怀疑、如果我增加输入电压、则会触发 OCP_VDS 故障或 OCP_SNS 故障、并可能损坏 FET -其他电路板也是如此。  从低(9V)输入电压开始使用 的原因是为了 在尝试解决该问题的同时、希望防止 FET 损坏(到目前为止、我的 FET 似乎没有损坏、但故障仍然存在)。

我对此问题的调查在硬件和软件方面都很广泛。  我已经测试了是否存在不必要的短路和开路、并将测得的"良好"电路板的点对点阻抗和元件值与此数据收集中使用的"故障"电路板进行了比较、并且由于容差而只发现了可忽略不计的变化。

我现在来这里是为了希望有人能够提供一些洞察:

  • 在启动期间高侧栅极未下拉至低电平的可能原因是什么
  • 我可能能够检查的内容(我可能已经很好)
  • 这是一个设计/布局问题的相似性、以及为什么从板到板会如此随机/不可预测
  • 这有点像 IC (MCT8329A)问题
  • 如果是常见问题、并且有已知解决方法、

我知道您可能无法回答我的所有问题、但我在追问这个问题的同时、已经失控了。  我们将非常感谢您的任何见解。

感谢您的考虑。

  • 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。

    Ben、您好!

    您能否为我提供 GHx、GLx、SHx 和 VM 电压的采集数据? 如果可能、请使用桶形尖端探头测量 GHx 和 GLx 信号。

    我可以检查什么内容(我已经有机会)

    如果您执行 ABA 测试、将良好的器件更换为良好的电路板上的坏器件、问题是出在电路板上还是器件上?

    如果您 尚未将 DIG_DEAD_TIME 增加到500ns 或更高、看看这是否会提高性能?

    如果它很常见,如果有已知的修补程序[/报价]

    我们提供了 有关调试 BLDC 电机驱动器中常见问题的常见问题解答 、其中可能会提供更多调试技巧。

    此致、

    约书亚

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    你好、Joshua、

    谢谢你的答复。  

    您能为我提供 GHx、GLx、SHx 和 VM 电压的数据吗? 如果可能、请使用尖头桶形探头测量 GHx 和 GLx 信号。

    我还没有尝试过桶形尖端方法、但我能够让其中一个问题控制器运行起来。  我分享的原始示波器照片来自不同的电路板、我 认为这 可能是一个单独的问题、因为栅极驱动信号未按应有的方式拉低。  我还没有在另一个板上看到这种情况。

    我想向大家分享一些来自电路板的示波器截图、该电路板最初在启动时失败。  触发了 SNS_OCP 故障并且其中一个高侧 FET 短路、我将其更换、但会立即触发 VDS_OCP 故障。  我能够通过禁用 VDS_OCP 故障使其运行、虽然效果很差、但我们可以通过示波器看到原因。  

    这些照片是在靠近 IC 上栅极驱动引脚的位置(在 GDR 之前)拍摄的。

    黄色: 低侧栅极; 绿色: 高侧栅极; 红色:A 相输出

    黄色: 低侧栅极; 绿色: 高侧栅极; 红色:B 相输出

    黄色: 低侧栅极; 绿色: 高侧栅极; 红色:B 相输出

    **对于这个镜头,我似乎忘记把探头从 B 相移动到 C 相,但它提供了关于 C 相低侧切换如何影响 B 相的相位输出..

    这些镜头是在"空载"条件下拍摄的-仅限静态机械损失。  对我来说、此处需要观察许多不同的情况、但最令人担忧的是空载条件下的高占空比。  FET 似乎没有根据 PWM 开关正确关断、但很难确定问题是与 FET 有关还是与栅极驱动信号有关。

    如果您执行 ABA 测试,请将一个良好的设备换用在一个良好的电路板上,而将一个损坏的设备换用在不良的电路板上,该问题是出在主板还是器件?

    问题似乎出在主板而不是器件上。  我有一小部分"良好"的电路板、我可以在具有各种调优参数的各种器件之间互换使用、并且这些器件没有问题按预期驱动电机。  正如我之前所说的、每个电路板的问题似乎是"随机的"、这使得以前未使用的电路板是否能正常工作变得难以预测。

    如果您 还没有这样做,可以将 dig_dead_time 增加到500ns 或更高,看看这是否提高了性能?

    这没用。  我还尝试调整去毛刺脉冲和消隐时间、但一切都没有帮助。

    我们有一个 关于调试 BLDC 电机驱动器中常见问题的常见问题解答 ,可能会提供更多调试提示。

    我昨天就开始讲这个,并将有另一个看,看看是否有我错过的东西。

    Beng

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    你好,Mikael,

    您能否提供包括外部半桥在内的 MCF8329A 原理图?

    在 ABA 测试期间、您是否 从不良电路板上取出 MCT8329A 并将其移动到良好的电路板上、以及 MCT8329是否能够驱动电机而不会出现任何问题?  我想确认损坏电路板上的 MCT8329A 没有损坏。

    此致、

    约书亚

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    Joshua、

    您能否为我提供 MCF8329A 的示意图,包括外部半桥?

    我很乐意,但我不愿意公开这样做。  我们能否私下讨论原理图的细节?

    在 ABA 测试期间,您是否 将 MCT8329A 从不良电路板移至良好的电路板,以及 MCT8329是否能够驱动电机而不会出现任何问题?  我想确认坏板上的 MCT8329A 没有损坏。

    原谅我,我一定误解了 ABA 测试。  我没有更换 IC、而是更换了整个电路板。  我今天将努力这样做,但从经验来看,这将是一项困难和微妙的任务。  但是、这可能是值得的、因为我在脑海中已经设想这可能是布局问题、而电路板之间的微小差异可能足以引发该问题。

  • 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 Ben:

    我向您发送了一个朋友请求、以便 我们可以在私人聊天中讨论原理图。

    此致、

    约书亚

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    Joshua、

    我希望在各个间隔测量和观察 DIG_DEAD_TIME 的影响; 50ns、500ns、 1000纳秒 。  以下示波器截图来自新电路板-也就是说、在尝试运行之前经过工厂密封。  我加载了已知良好的寄存器设置、电路板启动没有问题;它似乎在低电压(<9V 输入)下运行良好。  我们发现、我遇到的许多 OCP 问题都与较高的输入电压相关、大概是因为这也会提高栅极驱动电压。  我还没有尝试在更高的电压下启动电机、但我在电机运行时将电压下调至20V、以确保没有出现故障。  它运行良好、但我的应用仍然要求我高于这个值。  

    栅极驱动信号的屏幕快照: 黄色=低侧、红色=高侧、蓝色= nFault (从不触发)。  

    注:  对于最后三个图像、我圈出了一个独特的瞬态、该瞬态是在更改死区时间时观察到的。  这是可重复的、其时间位置取决于 DIG_DEAD_TIME 设置。  不幸的是、我对这一点缺乏很好的理解。

    •  DIG_DEAD_TIME = 50纳秒 ;低侧[OFF]; 高侧[ON];

    •  DIG_DEAD_TIME = 500ns ;低侧[OFF]; 高侧[ON];

    •  DIG_DEAD_TIME = 10 00ns ;低侧[OFF]; 高侧[ON];

    •  DIG_DEAD_TIME = 50纳秒 ;低侧[开]; 高侧[关];

    •  DIG_DEAD_TIME = 500ns ;低侧[开]; 高侧[关];
    •  

    • DIG_DEAD_TIME = 1000纳秒 ;低侧[开]; 高侧[关];

    结论:  更改死区时间持续时间似乎不会导致栅极高侧和低侧开关之间的时间长度发生可测量的变化。  如果不是针对观察到的唯一瞬态、则不会有其他迹象表明完全正在引入死区时间。  在数据表中:

    "7.3.2.1死区时间和跨导预防
    MCT8329A 在高侧和低侧 PWM 信号之间提供数字死区时间插入功能、以防止
    每个半桥的两个外部 MOSFET 同时导通。 数字死区时间可以设置为
    通过配置 EEPROM 寄存器 DIG_DEAD_TIME 在50ns 和1000ns 之间进行了调整。 "

    我认为有以下一项或多项是正确的:

    • 我在硬件中丢失了某些内容
    • 我在软件中丢失了某些内容
    • 我完全了解数字死区时间的工作原理、
    • IC 无法正确插入死区时间

    希望您可以为事情提供一些照明、

    谢谢!

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    Ben、您好!

    请允许我花点时间查看您提供的信息。 我的目标是在下周四之前与您再次见面。

    此致、

    约书亚