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[参考译文] DRV8306EVM:请提供故障帮助

Guru**** 1123240 points
Other Parts Discussed in Thread: CSD88584Q5DC, DRV8306, DRV8306EVM
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/1327788/drv8306evm-fault-help-please

器件型号:DRV8306EVM
主题中讨论的其他器件:CSD88584Q5DCDRV8306

您好!

我的公司生产一系列使用 BLDC 电机的产品。 此范围的控制板使用一个 DRV8306、与 3个 CSD88584Q5DC 耦合来驱动每个电机、每个板总共驱动2个电机(A 侧和 B 侧)。 这个驱动电路在实质上与 DRV8306EVM 评估 板相同、因此对于这个问题、 请将其用作设计参考。
完成大量工作/测试/合规性后(以及来自此论坛的帮助!) -该产品系列在2年前上市。 从那时起、我们在全球售出了数百套产品、并且这些产品已证明非常可靠-没有与驱动电路直接相关的故障。 很好:)  
但最近我们收到了一个新客户的4个控制板。 这些装置工作了 数周、因此无法再驱动电机。 我们只向他们提供了总共8个单元,所以这确实是非常奇怪的。  
在检查电路板时、我发现3个电路板在 A 侧和 B 侧都显示了相同的问题。  
启动后、我们的系统通常处于制动模式、因此 GHx 全部关闭、GLx 全部开启(10V wrt SHx)。  
不过、在这些单元上、启动时、GLx 为0V、GHx 显示24V wrt GND (注意:我们系统中的 VM = 24V)。 此外、所有输出/SHx 上也存在24V 电压、即 GHx 和 SHx 之间没有差分电压。 当您尝试激活电机时、此状态均不会改变。  同样、这在3个电路板上是相同的、A 侧和 B 侧都是、因此总共有6个驱动电路。
在第4单元上、一侧仍在工作。 但在另一侧、它会像往常一样上电进入制动模式(GHx 全部关闭、GLx 全部打开)。 但是、如果您尝试激活电机、它不会启动、然后电路将进入上述状态- GLx = 0V 且 GHx/SHx = 24V / VM
我刚刚看到了  : 为什么选择 SHX 和 GHx Float? 这似乎解释了我看到的情况、即  GHx 本质上短接到了 SHx。 如果是这样、则意味着 低侧和高侧 FET 均未导通-但事实并非如此!
那么、在我的问题上-上述声音是否可能出现(高侧和低侧 FET 都关断)、如果出现、这是否意味着这些 FET 以某种方式出现了故障? 如果是、最有可能导致此类故障的原因是什么?
或者、DRV8306无法导通 FET 是否会出现问题? 我检查了 DRV 的关键输入(nBRAKE 等)、所有输入看起来都正常。 最后需要注意的一点是、此电路在我们的应用中的 额定电压过高-我们的电机为24VDC、运行电流低于3A (并且在出现这些故障的产品中电流小于1A)-因此远远低于 CSD88584Q5DC 的额定值。
非常感谢您提供任何意见、如果我能提供更多数据来提供帮助、请告诉我。 谢谢!
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    您好、Adam、

    您是否可以检查 VCP 引脚的电压、它应该大约等于 VM+10V?

    第四个单元的 nFAULT 引脚在尝试驱动电机时是否被拉至低电平?

    此致、

    约书亚

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    你好、Joshua、

    感谢您的回复!

    VCP 是 VM+10V (34V)-到目前为止、我检查了两个故障单元、它们是相同的。

    尝试在第四个单元上驱动电机时、nFAULT 引脚未被拉至低电平。

    有什么建议吗?

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    您好、Adam:

    您是否已经预先构建了 DRV8306的 ABA 交换、以查看 DRV8306或电路板是否出现问题?

    当您从制动模式转至旋转电机时、您是否还可以为第四个单元上的两个 DRV8306s 提供 GHx、GLx、SHx 和输入 PWM 的捕捉?  

    此致、

    约书亚

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    你好、Joshua、

    否、我尚未尝试 ABA 交换、我没有焊接 SMT 的经验、但似乎是时候学习了。  

    我将获得所需的捕获结果、并与您联系、这可能会在下周早些时候进行。  

    再次感谢您、如果您有任何其他想法、请告诉我。

    亚当

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    你好、Joshua、

    我试图获得您请求的捕获、但当我重新测试时该单元表现不同- 打开后立即进入故障模式、而不是进入制动模式。 因此我无法捕获任何变化、我再次检查了 PWM、结果正常。 我有一个"好"方面的例子供参考、但如果您阅读、我认为这些内容没有帮助。
    在 进一步调查后,我发现了以下。 再次说明一下、每个板都有两个电机驱动器电路或 A 侧和 B 侧-因此我将这些驱动器电路中的每一个视为"可靠"  
    在4个电路板中、每侧都存在两种主要的故障情况。
    故障条件1   
    在空闲期间和尝试旋转 电机时、这些侧将显示相同的故障(GHx=24V、GLx=0V)。 此外、无论是否  连接了电机、此故障都是相同的。 故障始终显示 ARS GHX=24V、GLx=0V。
    故障条件2  
    这些侧将 启动至制动模式、然后故障 显示如下:
    • 通过手动旋转连接的电机、您可以将其定位在电机将 再次启动的位置。 然后、电机将运行多次、然后着陆于"不良"点-那么故障会再次发生。 要明确的是、这是一个正常电机、没有任何问题。
    • 一旦电机到达"坏"点、故障情况就会如下所示:
      • 在插入电机的情况下:  
        • GHx = 24V、GLx = 0V
      • 没有电机时、空闲:
        • GHx = 0V、GLx = 10V (制动模式)
      • 在没有电机的情况下、剂量已激活:
        • GHA = 24V
        • GLA = 0V
        • GHB = 0V
        • GLB = 10V
        • GHC = PWM
        • GLC = PWM
    • 在两侧的"不良"点时、霍尔效应信号如下
      • HPA =低电平
      • HPB =低电平
      • HPC =高
    • 在另外 两侧、HPC 信号无法变为高电平、因此在这一侧、"坏"点是相同的、但对于 HPC 为低电平(注意:电机中的霍尔传感器正常、这是电路板的问题)。
    • 再次手动旋转电机(插入)后、可以将霍尔信号移动到不同的配置、 故障立即清除/电机将重新启动。
    • 上述霍尔信号配置在电机旋转时发生了几次、在每个点-会 发生故障。 在任何其他配置下、霍尔传感器都不会发生这种情况。
    在注意到霍尔信号问题之后、我进一步查看了霍尔传感器电路、发现:
    • 在显示 故障条件1的两侧  、霍尔比较器输出 FGOUT 没有输出。 即、通常情况下、如果您手动旋转电机、则可以看到 FGOUT 从高电平变为低电平。 不过在这些电路上、它只是保持低电平-但霍尔效应信号会随着电机旋转而变化。  
    • HPA 和 HPB 在高电平时读取3.2V、通常任何电路板上的 HPC 都只在高电平时读取2.7V (我知道这是 DRV8306出现问题导致的、但它不应导致故障、因为信号仍然足够高)。 但是、在某些故障电路上、HPC 电压再次较低、即2.3V、在上述两种情况下- HPC 信号无法变为高电平(保持在0V)
    • 我检查了 HPC 和 GND 之间的电阻、在这两种情况下 、信号无法变为高电平、而是基本上短接至 GND。 一个是2.2Ω、另一个是47Ω。 然后、在其他有故障的电路板上、它没有短路、但 HPC 和 GND 之间(以及 HPA + HPB 和 GND 之间的电阻似乎较低)。 例如、我在一些侧测量到8.5K、对于一个好/新的电路板、任何 HPX 信号与 GND 之间的电阻为22.8K (从测试点测量)。  
    • 在某些情况下、HNX 和 GND 之间的电阻也低于正常值。
    • 对于显示故障条件2的侧、 FGOUT 仍在工作。 不过、如前所述、一旦霍尔效应处于特定的配置、它就会进入故障状态。 我还没有设计出这个部件、但它似乎也与霍尔效应电路相关。

    这是否似乎指向某种会损坏 DRV8306上的霍尔输入和/或比较器的情况?
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    您好、Adam:

    发送到 DRV8306的电机霍尔信号似乎存在内部问题或来自电路板的问题。

    假设您使用的是数字霍尔传感器、HPx 引脚上的上拉电阻器使用的电压是多少?

    对于两种故障情况、您是否能够在尽可能靠近 DRV8306 HPx 引脚的位置提供霍尔信号捕获?

    对于发生故障情况1的器件、DVDD 输出多大的电压? 如果 DVDD 未输出3.3V、您可以尝试使用5.5V 为使能引脚供电并再次检查 DVDD 吗?

    此致、

    约书亚

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    再次感谢 Joshua。

    下面是我们的霍尔+ DRV8306电路。 如图所示、HPx 引脚通过4.7K 电阻器上拉至 DVDD。 此外、当我初始检查时、所有故障电路板上的 DVDD 都是3.3V。 不过、我会重新检查一下。 因为我们在这里有测试点、所以我可以捕获靠近 HPx 引脚的霍尔信号。  

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    你好、Joshua、

    重新检查时、DVDD 为3.3V (或与之非常接近)。 以下是霍尔信号+ PWM 的一些捕获。 对不起照片,这是今天到达的新范围,所以没有时间学习拍摄过程:)  

    该侧存在故障条件2。 我试图在发生故障时捕获变化、但还没有成功。  

    下面是一个"正常"单元

    如图所示、PWM 信号的脉冲出现在霍尔信号上(当信号为高电平时)。 这些脉冲在某些信号上比在其他脉冲上要高。 故障单元和正常单元之间的一个区别是、这些较高脉冲在整个高电平信号中更一致。  

    如果您对此有任何反馈、敬请告知。  

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    您好、Adam、

    请允许我花点时间来研究这一点。 我的目标是在下周周三之前与您再次见面。

    此致、

    约书亚

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    你好、Joshua、

    这完全没问题、感谢您花时间深入了解这一点。  

    我只想添加以下捕获、以提供可能的帮助。 这些都来自 A 侧、具有故障条件2。

    1.电机停止时的霍尔效应信号

    HPA=CH1、HPB=CH2、HPC=CH3、FGOUT=CH4

    我们首先通过以下方式捕获这些错误(HPA=0、HPB=0、HPC=1)、然后将电机移回到之前的位置 (HPA=0、HPB=1、HPC=1)。 因此、在下次启动时、电机短暂移动然后停止。 如图所示、它有时会在"差"时直接停止、其他时会短暂移动到下一个位置、然后返回"差"。 注意:我们的系统有一个软启动来启动电机。  如果我加快了这个斜坡的速度或将其移除-然后电机将从坏点之前的位置启动、即只有当实际上在坏点时才会启动。  

    发生不良事件时停止:

    短暂移动到下一位置后在损坏时停止:


    旋转(看起来像是一个粗略启动)

     

    2. GHx 信号  

    GHA=CH1、GHB=CH2、GHC=CH3、FGOUT=CH4 (所有 wrt GND)

    如图所示、GHx 信号不正确-在整个换向过程中、"GHx=24V"故障反复出现。 我还注意到电机的拉取高于正常电流。  

    在故障2侧换向:

    启动失败(在坏点停止):

    良好的单位可供参考:

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    您好、Adam、

    在捕获中、您在通道1上提供的霍尔信号超过了 HPx 和 HNx 引脚的绝对最大值、即 DVDD (~3.3V)。 超出绝对最大值可能会导致器件内部损坏。  

    我建议在 HPx 和 HNx 布线之间放置一个值介于1nF 和100nF 之间的电容器、以尝试减轻耦合到霍尔信号上的噪声。

    此致、

    约书亚

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    你好、Joshua、

    感谢您的意见。 我同意噪声是个问题、它在连接电机的多核电缆中从相位耦合到霍尔信号。 我们已经按照建议使用电容器开始测试、它消除了噪声。 不过、我们需要进行更多测试、因为我们开始使用的100nF 电容器为霍尔效应信号添加了一条曲线、如下所示。 因此、我们将使用不同的值进行更多测试、然后将其作为更新在电路板上实现。

    不过、我仍然为这个故障感到困惑。 我测试的所有单元(正常和失败)都显示此噪声。 但是、我们在该领域拥有+350块电路板、其中一些电路板已使用了好几年、没有出现任何故障。 在推出该产品系列之前、我们还成功进行了一项+1M 的生命周期测试。 然后在这一批8块板中, 4块在第一个月内失败。 本周我们开始了一项新的寿命测试、以确保测试已经远远超过了这些装置出现故障的时间。 所以我认为会涉及噪声、但与这些特定单元相关的事情使它们更加容易受到影响。  

    不管怎样,我现在就把它关闭,因为解决了....如果有兴趣的东西出现,稍后会更新。 感谢你的帮助 Joshua。