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[参考译文] DRV8701:15KHz 下运行在较低占空比下无功耗<60%运行>低于5kHz PWM 频率=占空比控制问题。

Guru**** 2455560 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8701, DRV8245-Q1, DRV8462, DRV8234, DRV8962, DRV8214, DRV8262

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/1326982/drv8701-operation-at-15khz-has-no-power-at-lower-duty-cycles-60-operation-than-5khz-pwm-frequencies-duty-cycle-control-issues

器件型号:DRV8701
主题中讨论的其他器件: DRV8245-Q1DRV8462DRV8234DRV8962DRV8214、DRV8262

我正在尝试使用 ST V8701和外部 FET 来替换 DRVNH5019。  电路原理图。  在给定这些50mA 时、我怀疑应该在25/FET 上运行 iDrive。  当运行在15kHz 时、VNH5019对我们的电机有很好的响应。  我们具有低至35%占空比的良好低端控制。  在该配置(15kHz)下运行 DRV8701时、如果占空比为50%、电机几乎不会移动。  如果我以1KHz 运行 DRV8701、那么我可以很好地控制 DRV8701低至20%的占空比、但会出现1kHz 的可闻噪声。  在2KHz 和5kHz 占空比时、对低占空比电机的控制会停止。

鉴于该电路和与 VNH5019相同的电机、为什么 PWM 频率 在从20%到75%的较低占空比下影响电机控制?  我还提供了一些不同频率的示波器屏幕截图。

一些人建议将零欧姆电阻器 R1、R2、R3、R5更改为其他值。  但这不是 iDrive 的重点吗?  压摆率控制。

此外、 在两个有源 FET (一个高侧和一个低侧)关断周期开始时、另一个高侧 FET 会导通一段时间。  这在较低的 PWM 频率下更加明显、看起来更像一个右三角形、

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    我看到 VHN5019和 DRV8701之间运行的主要差异之一是 VHN5019持续开启高侧 FET、然后对低侧 FET 进行 PWM。  DRV8701 PWM 是高侧和低侧 FET。  DRV8701是否能够像 VHN5019那样实现这种功能?

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    大家好、Jason、

    听起来您需要的是独立半桥控制。 遗憾的是、DRV8701没有独立的半桥控制模式、只有 PWM 或 PH/EN。 我建议查看 DRV8702-Q1、它具有与 DRV8701相同的功能、但确实具有独立的控制模式。 另一种选择是我们的全新栅极驱动器设计 DRV8706-Q1 、该器件还具有独立的半桥模式以及分离式 HS 与 LS 螺线管控制模式。  

    此致!

    大卫

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    更新: 当我测量 Q1的 Vgs 时、我没有看到栅极上的上升、就像在测量从 Q1的栅极到 GND 时看到的那样。  Q4关断、因此 Q1无法真正导通。

    为简化测量、所有这些测量都是单向进行的。  随附的示波器图为测量的 WRT GND。  PWM_MotorUpperHannos 为15.625KHz PWM 信号。 UpperPistonINA 和 UpperPistonINB 是静态方向信号。   

    假设: 我假设该驱动器 IC 需要在 IN1上具有 PWM、IN2在一个方向上为低电平、而 IN2和 IN1在另一个方向上为低电平。

    问题:FET 的 Vgs = 16V 和 Vds = 40V、运行是否较差?

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    大家好、Jason、

    我明天要尝试在实验中重现此问题、并让您知道我发现的是什么。

    此致!

    大卫

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    尊敬的 David:

    感谢您的响应、但我看不到独立半桥接口有何帮助。  

    从这个表中可以看出、如果 IN1/PH 为0或1、那么 IN2/EN 无关、我无法驱动 GH2或 GL2。  希望我解释的只是这个表中的错误。



    本课程的最终目标是能够以>= 15KHz 的 PWM 在两个方向驱动单个有刷直流电机。   DRV8701是否适合这方面的需求?

    我们是否有一种通过电话或视频聊天进行实时交谈的方法?

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    大家好、Jason、

    当 IDRIVE 增加时、是否仍然会出现这些问题?  

    请参阅随附的 《了解智能栅极驱动 》应用手册、以更好地了解栅极电流和频率的关系。

    使用下面的计算方法计算所需的栅极电流。  

    如果您尚未准备就绪、我建议在我们的其中一个评估模块(DRV8701EVM)上进行 测试、以便轻松进行设计测试。  

    此致!

    大卫

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    尊敬的 David:

    我把68K 的 AVDD (最强的驱动强度),问题仍然存在。  此模式下的上升时间为140ns。  当 IDRIVE 悬空时、我得到的上升时间为202ns。  当然、我也没有有源探头、因此探头负载为10pF、这可能会降低信号速度。  我已经使用了 IDRIVE 计算。  对于这些 FET (Infineon PN: IAUC100N04S6L025) 、总栅极电荷为25nC 和5.1nC Qgd。  鉴于这些计算在15.625KHz 下、我的 IDRIVE 应处于34至51mA 范围内。  100/200的拉电流和灌电流应产生51ns 上升和26ns 下降。  同样、我不确定/true/上升时间是多少、因为我的示波器探头具有10pF 的负载。

    我仍然无法确定为什么在相同的电机、相同的 PWM 频率、不同的驱动器(DRV8701和 VNH5019)产生截然不同的结果、即使电机波形是相当的。

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    大家好、Jason、

    请给我24小时的时间与我的团队讨论这些问题、我会在了解更多信息后立即回来。  

    此致!

    大卫

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    尊敬的 David:

    在与我的一位长期导师进行交谈后、我找到了电机以这种奇怪方式工作的原因。  问题在于、当 IN1为低电平时、IN1上的 PWM 将栅极控制在 GH1和 GL2。  事实上、两者同时打开/关闭会显示如下所示的电机波形。

    这是在以15KHz PWM 50%占空比运行的直流电机的端子上截取的示波器屏幕截图。  您将注意到存在一个正 分量和一个几乎相等的负分量。  如果您采用其 RMS、则会看到有足够的时间根据示波器端子的连接方式缓慢地在负方向上移动电机。

    相反、VNH5019显示为零负电压、如下所示。

    此信号的 RMS 非常高(基于示波器探头的连接方式)、允许电机以大约50%的功率运行。

    DRV8701在较低频率下效果更好的原因只是正脉冲的导通时间、但也在于负脉冲 的短时间会在脉冲之间的额外时间内显著"恢复"。   这样就可以使波形的 RMS  在1KHz PWM 50%占空比下更加正向、如下面的示波器捕获所示。  你可以看到负冲、但也可以看到长时间恢复。  此波形的 RMS 约为10V。

    尽管如此、该部件将不适用于我的应用。  没错、我需要2个独立半桥来完成所需的任务。  我需要能够保持高侧或低侧稳定、并对另一侧进行 PWM 控制。  这是获得正确驱动该电机所需的 RMS 偏移的唯一方法。

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    大家好、Jason、

    感谢您的更新、我很高兴听到您找到了问题的原因。  

    很遗憾、DRV8701不适合您的应用、但正如我之前所说、请为这种应用或未来的其他应用考虑我们的一些新款栅极驱动器和高电流集成式驱动器。

    集成驱动器:

    DRV8245-Q1的绝对最大电压高达40V、峰值输出电流为32A。 该器件可配置为单全桥驱动器、或两个独立的半桥驱动器。  

    链接: DRV8245-Q1 -具有集成电流检测和反馈功能的汽车类40V、32A H 桥驱动器 

    栅极驱动器:

     DRV8706-Q1 具有许多更新的高级特性、其中一项是独立的半桥模式。  

    此致!

    大卫

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    Jason、您好!

    感谢大家今天的参与。 正如我们讨论过的、PWM 模式速度控制需要特定的控制逻辑。 请参阅数据表中的以下控制表。 为了正确地控制 PWM 速度、电机电流必须在驱动特定方向电机的电桥 HS-FET 关断期间以慢速衰减再循环。 要通过 LS-FET 实现慢速衰减、IN1和 IN2必须为逻辑高电平、而此器件用于 PWM 控制接口选项- DRV8701P。 任何输入上的逻辑低电平 PWM 都将主动驱动电机(这可能是 PWM 输入的关断时间)。 在该驱动期间、另一个引脚必须为逻辑高电平。 然后、逻辑高电平 PWM 将允许再循环电流通过 LS-FET 使电流衰减。

    如果未遵循此控制逻辑、例如通过使用 PWM 将两个输入设置为低电平并通过将其中一个输入设置为高电平来使电机滑行、线圈电流不会衰减得足够快、从而无法进行适当的速度调节。 希望此信息可帮助您正确配置 DRV8701P、以实现正确的 PWM 控制。  

    感谢您反馈改进了数据表中的说明。    

    此致、Murugavel

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    感谢您的参与!  我更改了双路与非门的双路与门、但这改变了"方向"。  因此、稍后进行快速的软件更改、一切都顺利。  这在15KHz 时运行良好、现在我没有问题。   诚然、我本来以为在 PWM"关断时间"期间"滑行"是正确的答案、但是、我现在看到的情况并非如此。   虽然不直观、但我不能争辩在 PWM"关断时间"期间使用"慢速衰减(制动)"的结果。  司机在这种模式下工作良好,我对结果非常满意。  再次感谢您的帮助和对此的深入见解。

    此致、

    杰森

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    大家好、Jason、

    很高兴听到您能够通过使用双与门和固件改变方向、在不旋转 PCB 的情况下解决硬件更改问题。 很高兴您的应用采用 DRV8701能够在15kHz 时良好运行。 感谢您发送编修。  

    请随时通过 E2E 与我们联系、以了解您的未来电机驱动要求。 我们的集成电机驱动产品系列中有多款新器件、例如最近推出的产品 DRV8245-Q1、DRV8262、DRV8962以及 DRV8214、DRV8234、它们均为利用换向器产生的电流纹波的 BDC 电机集成了无传感器电子编码器。 正如我们所讨论的、我们正在研究一些新的器件、包括步进电机驱动器、例如 DRV8462。

    此致、Murugavel