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[参考译文] DRV8701:驱动器 IC 烧毁

Guru**** 2455870 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8701

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/1311770/drv8701-driver-ic-burnout

器件型号:DRV8701

尊敬的先生/女士:

我们通过使用驱动器 DRV8701ERGER 和 IRF40R207功率 MOSFET 开发了电机驱动器控制器。

通过嵌入式软件执行控制器操作。 该电机驱动器用于自动门控制器。

我们的4个电机控制器在测试过程中受损、我们发现只有 DRV8701ERGER 会受损。

我们无法找到根本原因故障、为什么只有 DRV8701ERGER 会受损。 其余电路元件正常、没有损坏、例如 MCU、功率 MOSFET 和无源器件。

我将附上原理图、PCB 布局和 电机详细信息作为参考。

e2e.ti.com/.../Motor-and-Encoder.pdfe2e.ti.com/.../dc_2D00_motors_2D00_dc_2D00_direct_2D00_drive_2D00_brushed_2D00_motors_2D00_63_2D00_mm_2D00_194_2D00_and_2D00_255_2D00_watts_2D00_194_2D00_w_2D00_Part-number_2D00_82890001.pdf

此致  

A·瓦赫

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    尊敬的 Arvind:

    感谢您的发帖、感谢您的详细信息。 HS FET 漏极和驱动器 IC VM 必须直接连接。 否则内部操作将无法按预期运行。 例如死区时间握手和 VDS 监控。 请参阅以下内容并进行此更新。

    除此之外、请确保当电机突然停止时、所有能量都可能倾入 VM 电源、并且可能会将 VM 电压升高到驱动器的绝对最大规格以上、并造成永久损坏。 通过缓慢减小 PWM 占空比来形成的减速曲线有助于缓解此类问题。 我已经看到使用24V 电源和24V 电机时出现了这种情况。

    为了排除 VM 电压泵浦超过绝对最大电压、您可以在测试期间使用示波器来监控 VM。 如果您看到进一步的故障、此捕获可能有助于我们诊断问题。

    此致、Murugavel  

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    尊敬的先生:

    感谢您的回复和建议。

    我已在驱动器和电机电源之间添加了二极管、以避免来自电机的反向电压。

    当从电路中移除二极管时、此反向电压会为 MCU 和其他系统供电。 我已经观察到、当系统处于断电状态、并且我们顺时针或逆时针方向旋转电机时、系统会暂时通电。 为了避免这种情况、我们添加了二极管。

    请提出避免此类问题的任何替代办法。

    同时、我们将在测试期间使用示波器来监测 VM 电压是否存在突变、并还会检查减速曲线。

    此致、

    阿尔文德

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    其他几点如下所示、

    用于停止电机的减速曲线。

    我们将使用此电机来自动控制车门的打开和关闭。 如果有人在打开或关闭动作时手动封锁门,我们 直接将 PWM 减至0,以改变门的方向。 这样做是为了确保用户安全。 假设我们将 PWM 缓慢降低至0值、然后在减速期间、Still Door 会尝试以最大的力将位于 Door 路径中的用户推入。

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    您好 Arvind:

    我了解这个用例、谢谢您的详细介绍。 请检查 VM、并确保泵电压在绝对最大规格范围内。 您是否能够更改电路并再次进行测试?

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    很抱歉响应延迟,这是回到回来的假期。

    存在用于检查条件的电机设置。 今天将进行设置、并使用示波器检查 VM 电压。

    也许我会在今天晚上或明天上午之前作出答复。

    此致

    阿尔文德   

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    您好 Arvind:

    当然、小事一桩。 谢谢您及时告知我们最新消息。

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    根据您的建议、我监控了示波器上的 VM 电压、并在工作和上电/断电期间使其保持稳定。

    最近有更多3个电路板损坏、DRV8701烧毁。

    此外、我们还发现 MOSFET 也会受损、但上面没有燃烧标记。

    通过在软件中向 DRV8701E 的 VREF 引脚施加电压、可启用电流斩波功能。可针对9A 进行最大电流斩波。 因此、对于过流情况、DRV8701本身将会进行斩波 PWM。

    此外、在示波器上、在以下情况下、VM 电压未观察到变化、

    a)打开控制器电源

    b)将 PWM 直接从30%降至0%

    我们可以使用 nFault 引脚状态来防止这种情况吗? 如果是,如何?

    我们希望了解德克萨斯为印度提供的任何直接支持或电话支持。

    现在、随着所有电路板都在生产中、这个问题越来越大。

    雷加德

    阿尔文德

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    您好 Arvind:

    所有电路板是否按如下方式进行了修改?

    您是否能够 在启动和停止期间向我们发送负载电流波形? 您能否描述准确的故障机制-导致故障的过程是什么? 那么、对于新故障、只有驱动器损坏、输出 FET 没有失效? 故障发生的频率如何? 是否仅在 所有电路板的特定电路板上发生?

    如果您联系了当地的 TI 销售办事处、他们可能会向您提供本地支持。 如果他们无法解决此问题、他们将上报给我们位于达拉斯的团队。 我们直接通过此论坛为您提供支持。 虽然我们之间存在时间差、但这将是最快的、也是从我们的团队(包括我在内)直接获得专家支持的最佳论坛。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    感谢您的支持。

    我已在驱动器和电机电源之间添加了二极管、以避免来自电机的反向电压。  当从电路中移除二极管时、此反向电压会为 MCU 和其他系统供电。 我已经观察到、当系统处于断电状态、并且我们顺时针或逆时针方向旋转电机时、系统会暂时通电。 为了避免这种情况、我们添加了二极管。

    我们观察到,在40号电路板中,有30号电路板在启动时出现问题,而10号电路板的结果仍在等待。  尽管在我们的生产中测试正常、但在电机启动时仅在现场才发现此问题。 该电机控制器应用于铁道部、可自动控制室内车门。

    所有问题均可在现场找到、我们正在尝试在工厂重新创建、但尚未找到。 在我们的工厂它的工作很好。

    根据您的建议、我们在工厂实验室中针对启动和停止期间的负载电流拍摄了一些快照和视频、如下所示。

    a)橙色迹线- DRV8701的 SP 引脚、蓝色 迹线- DRV8701的 SO 引脚

    e2e.ti.com/.../SP-and-SO.mp4

    b)橙色迹线- DRV8701的 PWM 引脚、蓝色 迹线- DRV8701的 SO 引脚

    此外还可以观察到、1个控制器 DRV8701E IC 正在针对3安培电流进入电流斩波模式、而 VREF 电压针对9安培电流进行设置。

    示波器波形视频如下所示、

    e2e.ti.com/.../Chopping.mp4

    下面是实际的电机控制器电路板、作为您的参考、

    此致

    阿尔文德  

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    先生,

    另请告知我们、如何在斩波模式下测量电流。

    我们发现无法测量斩波期间的电流。

    提前感谢

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    您好 Arvind:

    感谢您提供详细信息和示波器输出。 您提到所有30个电路板在启动时都失败。 我们需要重点关注启动情况。 电机在启动时是否满载? 连接电机的电缆长度是多少? 通常、驱动器不会失效、除非其电气应力超出绝对最大规格。 您是使用 PWM 驱动并增大占空比来启动电机还是在满载条件下全速启动电机? 谢谢。

    PS:如果您有高带宽电流探针、则可以获得斩波电流波形。 您是否有我们的 EVM 之一? 您是否使用我们的 EVM 尝试过相同的电机?

    此致、Murugavel  

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    大家好!

    我认为 C62应该是0、1uF、而不是1uF。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    Grzegorz 是正确的、这些电容器应该是0.1uF。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    尊敬的 Arvind:

    对不起,我弄混了司机。 对于 DRV8701、CPH 到 CPL 应为0.1uF、VCP 到 VM 应为1uF。

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    谢谢观察。

    请告知我们、CPL 和 CPH 引脚处的1uF 值会对 DRV8701的功能产生任何不利影响。

    因为我们错误地在40号 批量生产。

    是否与我们所面临的驾驶员燃烧的问题有任何关系??

    现在我们可以在工厂设置中看到它的工作正常、并且在现场有问题。

    此致。

    阿尔文德

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    先生,

    还请建议在电机端子处使用所需的任何保护电路、以避免电机产生任何过大电压。

    下面的电路可以提供帮助吗?

    此致  

    阿尔文德

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    尊敬的 Arvind:

    1uF CPH-CPL 电容器可能会导致高 VCP-VM 电压波动、也可能导致电荷泵电路过载和 DRV8701损坏。

    我不太熟悉 BDC 电机、但上面所示的电路看起来像一些 EMI 滤波器、有助于降低电机或/和驱动器引起的电噪声。 在这种情况下、您可以考虑使用单个 CMM 扼流圈、而不是两个电感器。

    我认为合适大小的特朗西尔 二极管(D)可以防止一些过压、但在因电机制动引起过压时、其热容量有限。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的先生:

    2年以来、我们一直使用此1uF 电容器、在开发阶段未发现 DRV8701损坏。 尝试了许多周期、大约10 k 个周期。

    随着我们将控制器派往现场、随后故障案例开始出现。

    使用1uF 电容器时会出现什么故障?

    这个外部电路是否有助于缓解这个问题?

    此致

    阿尔文德

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    尊敬的 Arvind:

    "此外部电路是否有助于缓解此问题?" 我不知道,它可能会有所帮助-它可能不会。

    您遇到的驱动程序 IC 故障可能是由设计错误以及外部因素引起的。

    Murugavel 发现了一个严重的设计错误、我给了您另一个错误。

    驱动器故障可能由许多其他因素引起、如:

    -印刷电路板的布局,您的板看起来不错,组织良好,但 H 桥电路具有较大的寄生电感,可能会导致 IC 在工作期间失效,以及在强电磁场的情况下

    -是否可能反向驱动电机并导致过电压高到足以损坏 IC ?

    -电路板是否在由其他电器引起的强电磁场中工作?

    -在闪电中是否会发生故障?

    我会尽量回答这些问题。

    更改电路、例如添加上面提到的滤波器+晶体管二极管、可能有助于找到故障原因或/并防止进一步的 IC 故障。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的 Arvind:

    我们应该找出故障的根本原因、从而制定适当的缓解解决方案、确保在所有运行条件下都能正常运行。 这就是我提到我们应重点关注电机启动的原因 、因为您特别提到了 电机启动期间始终会发生故障。  

    关于该一个电容器问题、您可以在5个板上更改此值、绕过二极管、保持1uF (我知道反驱动问题、但这是为了调试目的) 在5个电路板中、更改电容器、在5个电路板中绕过二极管、并使用新的 DRV8701使用所有15个电路板进行启动测试。 在测试过程中、如果由二极管隔开、则应监控 VM、电机电流、nFAULT 线路和功率 FET 漏极。 如果我们在精确的故障时刻获得捕获结果、会很有用。 我们从未遇到过任何客户遇到过如此大量的 DRV8701故障。 我们热衷于帮助您尽快解决此问题。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    感谢您的支持和帮助。

    根据您的建议,我将在15号电路板上作出此更改。

    我担心、我能否在客户端有机会尝试这种可能性。 我希望他们能把这作为一个生产的批次。

    此致  

    阿尔文德

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    先生,

    我还将尝试使用该滤波器+瞬态二极管来了解问题的根源是电机或其他方面。

    此致

    阿尔文德

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    尊敬的先生:

    关于 DRV8701中的 CPL-CPH 电容器的几个问题、

    a)如何区分电容值对驱动器 IC 性能的影响

    b)我在示波器上观察到的波形、对于外部 MOSFET 的栅极电压、该波形大小为1uF 和0.1uF、是相同的。 在 MOSFET 的栅极端子上未发现电压电平差异。

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    尊敬的 Arvind:

    从技术角度而言、电荷泵电容器的值不可能导致任何故障。 电荷泵的频率在内部生成。 FET 充电电流强度可能不足以将电容器完全充电、初始充电电流可能会增加电荷泵中的耗散。 我不确定这是否会导致故障。 这就是我要求在其中一个测试中包含该步骤以查看差异的原因。 差异可能是1uF 故障、而其他不是。 但该故障可能与其他一些问题有关。 因此、充分了解故障模式以及通过机械或电气方式触发故障模式非常重要。

    例如、我们遇到的情况是用户会强制电机在一个方向驱动门、导致较大的反电动势损坏 H 桥驱动器。 因此、您的电路中有一个二极管、但这会分离驱动器的预期连接。 在某些情况下、使用 FET 突然停止电机和制动可能导致失效。 因此、捕获导致故障发生的事件是我们所寻求的。 谢谢。

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    感谢您对电荷泵电容器进行了很好的解释。

    我们在以下条件下进行了尝试、

    a) 5个电路板中的0.1 uF 电容器、方法是保留二极管

    b)在5个电路板中具有旁路二极管的0.1 uF 电容器

    c)绕过二极管并在5个电路板中保持1uF  

    但在上述所有测试条件下、DRV8701都会烧坏。

    从过去几天起、我 无法创建驱动程序失败条件、但现在我们能够创建驱动程序 IC 故障。 在 以下情况下、驱动程序失败、

    A)我们保持100 PWM 速度、并在门移动方向对面用手用力推门。 已模拟此情况4到5次、驱动程序出现故障。 在 这种情况下、未观察到 DRV8701烧毁和 MOSFET 损坏。  DRV8701会静默损坏。 在 这种情况下,在示波器上观察到 VM, 示波器上没有出现突变或波动。

    b)在不向驱动器控制器供电的情况下,我们手动关闭车门4到5次,然后打开驱动器板的电源。 当我打开电源时、DRV8701会烧毁、MOSFET 也会损坏。 在 这种情况下,在示波器上观察到 VM, 示波器上没有出现突变或波动。

    我们还在断电条件下通过手动来回移动门来测量电机的反电动势。 示波器 探针始终位于电机 端子 M1和接地端。 当门来回移动时、观察到10V 的峰值。

    它会反电动势破坏驱动器 IC 和 MOSFET。

    我还检查了保护电路,即使 DRV 在上述情况下出现故障。 保护 电路 、

    二极管额定值18V TVS 二极管

    此致  

    阿尔文德

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    先生,

    我们还有如下所示的其他驱动器故障情况、

    我们将 PWM 保持在100、车门向前移动、如果我们在向前移动的过程中在同一方向上手动施加外力、它也会损坏驱动器 IC。

    我们是否可以使用前向制动概念、如果是、我们如何实现它。

    它能解决驱动程序故障问题吗?

    此致

    阿尔文德

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    您好 Arvind:

    感谢您提供所有详细信息并感谢您观察到故障模式。 这是我怀疑的,但希望你明确地确定这一点。 硬件中使用的 MOSFET 器件型号和规格是什么?

    在条件 A 下、您可能必须与运动同步并高速捕获、才能捕捉电压尖峰。  

    "我们还通过在断电条件下手动来回移动门来测量电机的反电动势。 示波器 探针始终位于电机 端子 M1和接地端。 当门来回移动时、观察到10V 的峰值。"。 这可能不是真正的 BEMF。 要获得实际 BEMF 当手动满贯车门时、您需要将电机导线与板分开、并测量电机端子两端的电压。  

    在驾驶员不主动移动电机的情况下手动移动车门时、BEMF 会通过体二极管传导至 VM 轨。 这就是您在驱动器的 VM 路径中插入二极管的原因。 此 BEMF 电压可能损坏 FET 的方式有两种。 1) 1) BEMF 电压上升到绝对最大值以上。 栅极驱动器规格。 潜在解决方案:使用电压更高的 FET。 2)由于 BEMF、通过体二极管的电流超过了最大值。 二极管和体二极管的电流规格可能不够快。 潜在解决方案:在每个 FET 的源极和漏极上使用与体二极管并联的更高电流快速(肖特基)二极管。  

    我怀疑 FET 首先损坏、导致 DRV 损坏。 我们用解决故障的更高电压 TI HEXFET 替换了功率 MOSFET、 https://www.ti.com/lit/ds/symlink/csd19535ktt.pdf。您可以订购样片并试用这些样片。 它们应该是可直接替换的。    

    您还提到、即使在输出18V 钳位电路中也存在故障、这令人困惑。 即使在没有将电机端子连接到电路板的情况下、如果电机端子上有钳位电路、则应将 BEMF 电压钳位到该电平、前提是钳位器长时间以低阻抗吸收足够快的电流。 也就是说、您的应用的电源电压为24V。18V 钳位不是一个好主意。 它必须> 24V。  

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    它是一个 IRF40R207功率 MOSFET。 数据表标题如下、

    e2e.ti.com/.../Infineon_2D00_IRF40R207_2D00_DataSheet_2D00_v01_5F00_01_2D00_EN-_2800_1_2900_.pdf

    请建议 FET 的二极管器件型号。

    硬件针对8A 电流额定值进行设计。

    在 A)部分中、只有 DRV 发生故障、MOSFET 正常。 和 B) DRV 和 MOSFET 都发生故障。

    此致

    阿尔文德  

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    请建议它有助于  

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    您好 Arvind:

    我根据大家分享的原理图中的器件编号查阅了 IRF MOSFET 产品说明书。  它们是40V FET、不适用于24V BDC 电机驱动器、尤其是当有更高的 BEMF 和/或 Vsupply 通过电机能量回流泵浦时、因为这些条件会导致更高电压。 在一个示例中、我们测量高达70V 的浪涌。 您的应用可能存在这种情况、也可能不存在这种情况。 您在部分中提到了 MOSFET 未发生故障。 不可能说100%未被部分损坏。

    8A 电流可以是连续额定值。 然而、当 DC 以100%占空比上电时、浪涌电流会明显更高。 同样、当电机失速时、电流可能几乎与浪涌电流相同。 这是可以测量和确认的。

    外部二极管仅在出现 BEMF 情况时有用、但在出现与浪涌或失速电流相关的故障模式时不起作用。 示例 https://www.digikey.com/en/products/detail/diodes-incorporated/SDT30B100D1-13/7667006

    此致、Murugavel  

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    尊敬的 Arvind:

    您是否可以从驱动器断开电机、将电机引线连接到电压表并测量最大值? 输入电压或输出电压时、

    尽可能快地移动(手动打开或关闭)车门?

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的先生:

    我试过这个、Voltage 高达10V max。

    我想知道电机是否在一个方向上、并且我们是否在同一方向上施加外部手动力。 对驱动程序 IC 的损害。

    是否可能在相同方向产生电压以损坏 DRV?

    此致

    阿尔文德  

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    尊敬的 Arvind:

    "我尝试过这个、Voltage 最高可达10V。" -如果它只是10V 当你试图推/拉门尽可能快,你可以然后24V 驱动器似乎是可以的。

    您能否使用示波器测量驱动器 PCB 上的输出电压波形?当车门自由移动时以及当您朝车门的移动方向推动车门时(但这并不会很难损坏驱动器)? 我希望看到有多大的电压振铃。

    请关闭示波器上的 BW 滤波器、示波器应连接在 GND 和电机端子 MOTOR+或 MOTOR-之间、也就是正在进行 PWM-ing 的电机。 然后、请与您分享这些波形或视频。

    PS。

    "我想知道电机是否在一个方向上、并且我们是否在同一方向上施加外部手动力。 它如何会损坏驱动程序 IC。" -我认为这是最复杂的情况下,让我们首先关注简单的情况,即当力施加到门移动方向。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的先生:

    根据您的建议、视频是免费的、而且有如下强制条件、

    a)自由旋转条件、无外力 :

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240201_2D00_WA0026.mp4

    b)马达+与地面并向同一方向施加的外力:  

    在电机旋转方向施加外力时观察到巨大尖峰  

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240201_2D00_WA0027.mp4

    c)电机-施加外部力时的接地:  

    未观察到尖峰

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240201_2D00_WA0028.mp4

    此致

    阿尔文德  

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    先生,

    所施加 PWM 的黄色迹线和电机电压的蓝色迹线  

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    尊敬的 Arvind:

    第二个视频中出现了电压泵问题、我会在当天晚些时候尝试再添加更多电压。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的先生:

    感谢您的答复。

    确定  

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    您好 Arvind:

    感谢您分享视频。

    1.您能制作另一个视频像第一个(自由移动门,快速加速/减速),但在1us/div ,请设置触发器下降沿和移动蓝色通道1Div 向上. 我希望在下降沿结束时看到电压下冲。

    2.你能告诉什么是大致的门重量(kg)和它的最大值 应用100% PWM 期间的转速(m/s)?

    PS。 请使用10倍设置的探头、它应提供更高的带宽。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    您好 Arvind:

    除此之外、对于 B 情况、可以在箭头指向的上升沿触发吗? 降低电压刻度、以便捕获蓝色迹线的全振幅。 我们需要了解在这种情况下泵出的最大电压大小。 那么、在此测试期间、您是否有外部 TVS 保护电路? 谢谢。  

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    根据您的建议、在以下条件下获取的波形、

    仅采用相对于接地和 时基的电机电压1us/div、10x 探头  

    a)自由移动

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240202_2D00_WA0002.mp4

    b)电机+和接地、在同一电机方向施加外力

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240202_2D00_WA0003.mp4

    c)电机-与电机方向相同的外力接地

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240202_2D00_WA0004.mp4

    门大致重量(kg)= 30kg  

    最大值 速度(m/s)= 400mm/s

    最大占空比52% PWM

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    尊敬的先生:

    具有较低电压标度的情况 B 波形

    e2e.ti.com/.../1882.VID_2D00_20240202_2D00_WA0003.mp4

    电机端子之间目前没有连接 TVS、

    不过、使用18V 双向 TVS 二极管测试了此条件、

    此致

    阿尔文德  

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    尊敬的 Arvind:

    感谢您提供所有视频和数据。

    您可以重复在第一个视频中进行的测量、例如自由移动、相同条件但具有时基250ns 和500ns。

    请调整示波器视图、使下降斜率接近屏幕中间(水平)。 只是一个小提示、如果"M Pos"(屏幕顶部)约为0、通常更容易捕获波形。

    我会在当天晚些时候尝试添加更多的内容。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    您好 Arvind:

    最大 我们在正常工作期间的动能等于 MV^2/2 = 30x0、4x0、4/2 = 2、4J。

    VM 总线上的总电容为4x330 = 1320 uF。 存储在电容器中的能量等于 CV^2/2。

    40V 时、我们具有1056J、而在24V 时、我们得到0、38J、可由电容器存储的能量为1056-0、38 = 0676J。

    然后、我认为在正常减速期间、车门的动能可能会导致 VM 电压升至40V 以上、除非它由于摩擦而损失。 如果车门具有平滑的低摩擦线性轴承、则故障的可能性将更高。

    现在、如果我们看一下视频、其中门在移动时朝同一方向推动、我们可以看到电机电压上升到接近40V、我想 VM 总线上应该有类似的电压。 如果电压变得更高、可能会出现 MOSFET 和/或驱动器故障。 在这种情况下,能量可能要高得多,让我们假设有人在0.2m 的距离用100N 的力推门,如果没有摩擦损失,我们将得到20J 返回到 VM 总线。 我认为、如果有人推动车门、再生制动(电压泵回)可能会对驾驶员造成损坏。

    "我尝试过这个、Voltage 最高可达10V。" -最大值 电机电压明显低于 VM 电压、那么我想至少有3种方法来处理这个问题:

    1.如果 VM 电压增加、则将驱动器切换至高阻态

    2.  在 VM 电压增加的情况下,切换驱动器进入慢速衰减。 最大值 电流将约为30V/(电机+接线/MOSFET 电阻)= 30/0.9 Ohm = 33A。

    3.使用制动斩波器或其他设备,在电压上升过大时从 VM 总线中获取能量。

    如果我想尝试选项3、但没有任何制动斩波器、我会尝试在 VM 总线上使用一些非常大的单向 TVS 二极管(与 VM 电容器并联)、例如  在 PCB 上焊接在一片大块铜上的8.0SMDJ26A。 在使用它之前、我会检查其开启和关闭电压、稳压电源和电流限制设置为0.1-0.2A。

    以下提到的博客可能有助于了解问题

    https://e2e.ti.com/blogs_/b/industrial_strength/posts/art-of-stopping-the-motor-vm-pumping

    我的第二个问题是不是良好的 H 桥 PCB 布局、该布局通过约0.5 us 的相当长的上升/下降时间进行了补偿、但我认为需要一些时间才能对此事形成意见。

    此致、

    格雷戈尔茨

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    尊敬的先生:

    我可以在 DRV 故障期间找到如下所示的电压波形、

    用外部手动力在电机端子和地之间测量。

    e2e.ti.com/.../VID_2D00_20240202_2D00_WA0009.mp4

    此致

    阿尔文德  

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    您好 Arvind:

    我在其中一个实例中看到几乎40V 峰值。 它看起来可能会变得更高,在门上再用力一点。 感谢 Grzegorz。 他已经为您提供了有关导致电压泵送的详尽分析和三种故障缓解方案、并为您提供了有关停止电机的 e2e 文章。 除了以下评论外、我没有其他要补充的内容。

    绝对最大值。 板载 FET 的 VDS 击穿电压为40V。绝对最大值 是47V。电路板上的 FET 是当前最薄弱的环节。  我假设您仍然串联二极管。 肖特基二极管是一个90V、8A 的二极管。 二极管的底线是泵浦仅命中 FET 漏极、请参见原理图中的第二个图像-片段。 我已经怀疑过这种情况、因此建议使用较高电压的 FET。 使用更高电压的 FET 有助于在不同的应用中解决类似问题。 这不能保证您具有完整分辨率、但值得一试、因为您不必重建 PCB。 只需要更改 MOSFET。  

    另一种缓解方法是设计24V 电机节点的电压钳位。 那么您必须确保 FET 的体二极管能够无故障地传递能量。 否则、您必须将所有四个 MOSFET 上的肖特基二极管并联到体二极管。    

    在其数据表中、FET 的 VDS 击穿电压为40V。 这会导致 FET 损坏、随后导致驱动器损坏。 在您的用例中可能会发生其他情况、这种过度压力。  

    此致、Murugavel

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    尊敬的先生:

    感谢您解释问题的性质。

    我会尝试使用 TVS 二极管、并对您进行同样的更新。

    同时,我亦会考虑其他方案。

    此致

    阿尔文德  

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    尊敬的先生:

    谢谢你。

    我会用更高电压的 MOSFET 替换、并尝试模拟故障情况。

    我将按如下所示逐步采取行动、

    a) VM 两端的 TVS 二极管

    b)您建议的较高额定电压 MOSFET

    c)漏源之间的肖特基二极管。

    我将执行上述更改、并对您进行相同的更新。

    此致

    阿尔文德  

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    您好 Arvind:

    在您的上一个视频电压下降到-6.5V 左右(电压下冲)、它不是一个非常大的值、但它可能已经导致了问题。 如果计划的步骤不起作用、我们可能还需要了解 PCB 布局。

    此致、

    格雷戈尔茨  

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    您好 Arvind:

    在 VM 或钳位上使用 TVS 二极管时、请记住、这会对电机产生制动效应、必须更用力地推门、并且应调整 TVS 的大小以在该时间段内吸收能量、否则它将失效。 此外、它必须大于24V 且有一定的余量。  

    此致、Murugavel

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     尊敬的  Murugavel 先生和 Grzegorz 先生:

     非常感谢您为缓解驱动器故障问题提供的帮助和支持。

    在电路板上进行以下更改后、驱动器故障问题已得到解决。

    1)在二极管之后连接在一起的 HS FET 漏极和驱动器 IC VM。 请参阅下面的

    驱动器 IC 连接到 MOSFET 漏极的 VM 引脚不能单独帮助解决该问题。 在这种情况下、我们还面临 IC 故障问题。

    2) 2)按照如下方式更改了 IDRIVE 电阻设置、

      单独设置 IDRIVE 电阻并不 能解决问题。

    这是上述两种变化的累积影响。

    其 VDS OCP 监控和内部握手信号有助于解决 Murugavel 先生建议的问题。

    低于 OCP 条件可能 有助于保护驱动器 IC 和 MOSFET 故障。

    该二极管导致 DRV IC 和 MOSFET 漏极产生0.7V 的电压差、并导致两者之间不同步。

    我们通过向 电机旋转方向施加外力、对5块板进行了非常严格的检查。

    在测试过程中以及现场未观察到故障。

    此致

    阿尔文德