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[参考译文] DRV8244S-Q1LEVM:低温触发热关断(TSD)

Guru**** 1872900 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8144-Q1, DRV8145-Q1, DRV8706-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/1323382/drv8244s-q1levm-thermal-shutdown-tsd-triggering-at-low-temperatures

器件型号:DRV8244S-Q1LEVM
主题中讨论的其他器件:DRV8145-Q1DRV8706-Q1、DRV8144-Q1

我正在使用 DRV8244S 电机驱动器评估模块通过以下测试设置驱动负载:

  • J14的15V (最大40A)电源(电池输入端子)
  • 连接到 OUT1和 OUT2的有刷直流(最大28A)电机
  • 与电机串联以用于电流测量的0R1功率电阻器(也在没有该电阻器的情况下进行了测试)
  • 斜升速率为10
  • PWM 50%、20kHz
  • PH/EN 驱动模式

具有驱动器的电机 在小负载下能够正常运行、但是、在较高的负载下、GUI 上会出现"热关断"(TSD)故障、从而使电机停止。

使用示波器测量与电机串联的0R1功率电阻器、这显示了1V 的压降、即发生故障时的电流大约为10A。

在测试过程中、位于电机驱动器 IC 顶部的热电偶仅显示最大50°C、甚至在大约30 -40°C 时出现该故障。 数据表中显示的150°C 是热截止值。

通过将电机直接连接到直流电源、可以看出电机能够 轻松处理更大的负载。

将 TSD 设置为自复位没有帮助、并将每20ms 在 FAULT/NO FAULT 之间振荡一次。

我的问题是、除了温度过高会导致产生此故障、如电流尖峰、压降等、是否还有其他因素? 或者、这是否表明组件有故障。

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    您好、Jacob:

    我想您可能正在使用默认压摆率 SR 设置、对于这个高电流而言、该设置很慢。 您可能需要尝试最后三个最高值之一。 我注意到 GUI 值与数据表拼写错误、但它们在功能上与数据表匹配。   

    您 提到了"放置在电机驱动器 IC 顶部的热电偶在测试过程中仅显示最大50°C、该故障甚至在大约30 -40°C 时出现。" 这可能是真的。 对于这样的快速热瞬变、由于热质量的原因、芯片温度将没有足够的时间来加热塑料封装和/或 PCB。 裸片温度绝对达到阈值规格。 这是预期行为。 快速热像仪可以更好地洞察裸片温度瞬态峰值。  

    您可以   在 DRV8244产品网页 https://www.ti.com/product/DRV8244-Q1中使用全桥驱动器结温估算器 https://www.ti.com/tool/download/SLVRBI3来检查预期的热性能。 热建模是使用 EVM PCB 完成的、选择1供参考。

    我使用您在帖子中提到的测试条件并使用默认 SR 设置插入了这些值。  当直流电机从停止条件驱动时、您的电机将出现涌浪电流、浪涌电流可能为20+ A。  在使用默认 SR 时 、甚至  在电流低得多的情况下开始达到 TSD 阈值。 当我在热关断后插入该浪涌电流值和0A 时、您可以快速看到裸片温度超过 TSD 阈值。 器件在关断后迅速冷却、原因是 PCB 散热。  

    我增加了 SR、得到了低于估计值。 明显改善、但如果占空比未缓慢上升(斜升速率= 0)、则可能触发 TSD。

    DRV8245S-Q1会为您提供更多的余量。 但估算器提示、在达到 TSD 之前、它可以用一定的余量支持18A 的峰值电流。 您还可以使用 Itrip 电流调节来将浪涌电流保持在低于 TSD。 不过、这会降低启动扭矩输出。

    如果您的 BDC 电机的浪涌超过20A、我建议考虑使用2个 DRV8145S-Q1、即两个半桥器件来形成一个全桥。 请参阅 DRV8145-Q1数据表中的下图。


    也可选择配备外部功率 MOSFET 的智能栅极驱动器、例如 DRV8706-Q1、www.ti.com/.../drv8706-q1.pdf。  我希望这有助于您了解适用于 BDC 工作条件的 DRV8144-Q1的 TSD 行为、以及用于选择合适驱动器的潜在解决方案。

    此致、Murugavel

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    尊敬的 Murugavel:

    感谢您提供的深入见解。 增加 SR 似乎没有什么帮助、也没有以100%全 PWM 运行、但是、它仍然难以触发 TSD。

    如果使用 PWM 以较低速度运行(比如50%)、是否应选择压摆率和频率、以便电机在每个 PWM 周期有足够的时间在零和12V 之间切换(即 PWM 周期比上升/下降时间长?)

    我想我会采纳您的建议、并打算在此应用中使用两个半桥驱动器。 即使此器件的数据表指定的最大电流为21A、但我认为这对于螺线管应用等脉冲更相关、而不是持续运行。

    再次感谢 Jacob

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    您好、Jacob:

    压摆率直接影响功率 FET 中的开关损耗。 SR 的开关损耗越高。 更高的电流将使 FET 在线性区域导通的时间更长、从而消耗大量功率、并导致 TSD。 因此、无论占空比如何、SR 都应在系统允许的范围内尽可能快。 但更快的 SR 将导致 EMI 问题。 这是您必须进行折衷的地方。  

    只要不达到 TSD、就可以支持该器件的最大电流、TSD 是最大持续时间的函数。 电流。 正确答案是、21A 将不是可以支持的连续电流。 热估算器 Excel 让您非常清楚能够支持哪些连续电流。 根据我对于如此高电流的经验、两个半桥驱动器是适合该应用的理想之选。 谢谢你。

    此致、Murugavel