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[参考译文] DRV8462:在高频脉冲下无法执行步进电机驱动

Guru**** 1624165 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8462, DRV8462EVM, DRV8848
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/1337336/drv8462-stepper-motor-driving-cannot-be-performed-under-high-frequency-pulses

器件型号:DRV8462
主题中讨论的其他器件:DRV8848

大家好、

1. 使用 DRV8462驱动器芯片、将其设置为 HW 模式、将其细分为32、然后发送频率高于20kHz 的 PWM 波形。 电机有声音但无法旋转。  当同一分区为128时、当频率高于80khz 时、电机也会发声但无法旋转、并且最大旋转速度仅为150rpm。  原因是什么?

2. 在使用 DRV8462驱动器芯片 SPI 模式时、工作电流设置为最大 FFFFFFFF、保持电流为7FFFFFFFF、没有分部、电机转速最高可达到300rpm。  增大频率也会导致电机发声但无法旋转、芯片甚至可能过热以保护自身。  原因是什么?

此致、

安妮

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    尊敬的 Annie:

    这是步进电机的典型行为。 您还可以参考电机供应商提供的速度与扭矩关系图。 转矩在较高速度下会迅速降低、电机不会运行、但会产生可闻噪声。 这是因为在较高的步进速率下、VM 不足以克服 BEMF 并推动电流通过电机线圈。 我想您在大约3个月前有一个类似的问题。 请参阅这些 E2E。

    1. https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1307969/drv8462-it-can-drive-the-motor-at-low-frequency-but-cannot-make-the-motor-run-at-high-frequency?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=drv8462# 

    2. https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1272947/drv8462-loses-step-and-stalls-in-proximity-to-the-stepper-motor 

    3. https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1286472/drv8462-achieving-a-current-sine-wave-approaching-2000rpm/4902252?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=drv8462#4902252 

    此致、Murugavel

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    尊敬的  Murugavel:

    客户理解到、电机无负载时、扭矩需求不应很大。  同一电机可使用另一个驱动器芯片实现更高的速度。  DRV8462不可能驱动此电机超过300rpm?

    电机转矩和速度之间的关系如下:

    此致、

    安妮

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    尊敬的 Annie:

    "使用另一个驱动器芯片、同一个电机可以实现更高的速度。  DRV8462不可能驱动此电机超过300rpm?"。 在相同条件下、另一个芯片和 DRV8462应具有类似的行为方式。 什么是 VM、IFS 和微步进设置、使用什么电流衰减模式?  

    我们能否从 DRV8462和另一个驱动器芯片在300rpm 时获得步进电流波形以进行比较? 谢谢。

    此致、Murugavel  

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    尊敬的  Murugavel:

    客户使用 Oriental Motor 的驱动器和 AMI 的 tmc5240芯片。  该模型还具有24V 电压、最大工作电流为2.02A、并具有256个细分的微步设置。  它可以在高频下驱动具有相同负载的电机。

    客户暂时无法捕捉8462芯片产生的电流波形、但另一个芯片可以。  

    通过128个细分块和300rpm 的速度设置、drv8462芯片本身可以轻松防止过热、并且添加散热器无法避免这一问题。  可能是什么原因?

    此致、

    安妮

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    尊敬的 Annie:

    我们能否获得所使用的步进电机的数据表? 如果我有一个类似的电机、可以尝试使用具有24V 电压、2A 电流设置和256 uSteps 的 DRV8462EVM。

    "客户暂时无法捕捉8462芯片产生的电流波形、但另一个芯片可以。 "。 您现在能否共享另一个芯片的波形、以及在客户捕获到 DRV8462波形后立即共享它?

    "通过128个细分块和300rpm 的速度设置、drv8462芯片本身可以轻松防止过热、并且添加散热器无法避免这一问题。  可能是什么原因呢?" 我无法理解这种说法。 这是否意味着使用128 uSteps 时、DRv8462能够执行300rpm 时不会过热、而使用256 uSteps 300rpm 时、DRV8462具有 OTSD? 热关断。  

    通过 DRV8462、客户如何以300rpm 和256uSteps 的转速运行步进电机? 它们是否使用了自动微步进? 使用的阶跃输入频率是多少?  

    此致、Murugavel  

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    尊敬的  Murugavel:

    在硬件模式下、将 VREF 的电压调整为3.3V。  当子区域128ustep 以超过300rpm 的速度运行电机时、芯片迅速过热以提供保护。  当自动微步进未打开并且没有静音电流节省时、将最大工作电流设置为0xB0、VREF2.2V 并在 SPI 模式下以300rpm 运行可防止过热。  但 VREF 为3.3V 时的情况是相同的。  

    步进电机型号为 Lesai Motor 60CME22X。  雷赛闭环刹车电机60CME22X º-BZ 60CME30X- BZ1.5M线加点可开13 º 增票 º C (1688.com)

    客户没有用于捕获 DRV8462波形的工具。 另一个芯片在300rpm 以上运行时的电流波形如下所示:

    此致、

    安妮

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    尊敬的 Annie:

    感谢您提供更多详细信息。 在硬件模式下、当 VREF = 3.3V 时、IFS 电流将设置为5A。 这是 DRV8462的最大额定电流、会导致高功率耗散。 如果客户想要使用具有24V 电压的 IFS 5A、则应考虑采用带有外部散热器的 DDV 封装的 DRV8462。

    以下快照显示了客户的步进电机规格。 请注意、每相的额定电流为5A。 因此、DRV8462 DDV 可以从电机生成最大扭矩输出、同时支持5A 连续电流、而不会出现过热问题。

    竞争产品的屏幕截图不是电流波形、而是具有我想要的电流值。  同类竞争芯片仅支持最高3A 的峰值电流和最高2A 的连续线圈电流。 因此、VREF = 3.3V 时的客户测试结果为 不是苹果对苹果 比较由客户完成。  

    根据您分享的屏幕截图、您分享了 客户使用的竞争设置中的当前设置是 2.121A 。 对于 DRV8462硬件模式下的该电流、VREF 必须设置为 VREF = kV * IFS = 0.66 * 2.121 = 1.4V 。 DDW 中的 DRV8462应能够支持比 竞争产品2.12A 更高的电流、且无需过热。

    我有一份 类似电机 与我一起并在 DRV8462EVM 启用硬件。 正如预期的那样、我能够使用 VREF = 3.3V 或5A 以及24V 驱动器获得过热保护。 如果我将 VM 降低到12V、则 DRV8462支持此5A、但是 Ta = 25°C 时、器件温度约为130°C。 就像我之前提到的、24V 和5A 的 DDV 封装不存在问题。  

    现在、在设置 VREF = 1.4V 后、DRV8462在没有过热保护启动的情况下运行步进电机。 Ta = 25°C 时、器件温度为106C。 DRV8462的 Rdson 是100mΩ、而 TMC5240是230mΩ、其电阻比 DRV8462高2.3倍。 因此、对于2.121A、它的运行温度将高于 DRV8462。

    我进行了额外的测试、测试的电流比竞争器件所能支持的电流更高。 24V 在 IFS = 3A 时、DRV8462不存在支持该电流的问题。 Ta = 25°C 时的器件温度为132C。 DRV8462在没有过热的情况下长时间驱动电机。 这是一个应用的安全驱动电平。

    24V 在 IFS = 4A 时、DRV8462不存在支持该电流的问题。 Ta = 25C 时的器件温度为152C。 DRV8462在没有过热的情况下长时间驱动电机。 请注意、这是工作温度的顶端、不建议在应用中使用。  

    结论:  DRV8462支持 IFS = 4A、24V 且无热过流 。 根据其数据表、竞争器件仅可支持最高3A 的峰值电流和2A 的连续电流。 客户在2.121A 下测试了它。 客户在 IFS = 5A AD 24V VM 的情况下在硬件模式下测试 DRV8462、并遇到预期行为是热保护。  

    此致、Murugavel

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    尊敬的  Murugavel:

    降低 IFS 和 Vref 电压确实可以降低芯片温度、而不会在电机旋转过程中过热。  但设置 Vref = 1.4V 后、电机无法以300rpm 的转速运转。  以前曾有过被反电动势卡住的情况。  您在测试过程中设置的分段和频率设置范围是多少?

    此致、

    安妮

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    尊敬的 Annie:

    也许客户可能必须尝试不同的电流衰减模式设置、例如使用智能调优动态衰减代替默认的 STRC。 竞争对手和 TI 之间也应该做到这一点。 客户如何以300rpm 和256微 步进运行 DRV8462? 输入步进频率是多少?

    我以300rpm 的速度运行步进电机。 都具有 STRC 衰减和 STDD 衰减设置。 STDD 衰减设置扭矩输出要好得多。  

    如果客户仍然遇到问题、  调试此问题的理想方法是在相同设置下捕获两个驱动器的电流波形。  谢谢。

    此致、Murugavel

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    尊敬的  Murugavel:

    在 SPI 模式下、采用智能调优动态衰减和静态省电模式。  以300转/分(64分)驱动马达将不再过热。  我是否可以知道如何在静态节能模式下锁定电机、并防止手动旋转电机? 是通过调整保持电流值来实现的吗?  目前、在静止省电模式下、可以手动旋转电机转轴。

    DRV8462驱动电机可以达到的最高精度是多少? 它能否以1um 精度支持驱动能力?

    此致、

    安妮

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    尊敬的 Annie:

    在静止省电模式下、可在 IFS 的1%和100%之间的寄存器中配置保持电流。 客户可以选择合适的保持电流值、以提供所需的保持扭矩、而不会使电机在静止时过热。

    DRV8462支持多达256个微步进。 它取决于客户的机械设计和系统精度、包括齿隙、它们是否可以达到1um 分辨率。  

    此致、Murugavel

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    将工作电流降低到电机和 DRV8462可以处理的安全水平、而不会过热。 考虑添加细分以提高微步进分辨率、从而提高电机平滑度并降低可闻噪声。  为 DRV8462提供适当的冷却。 您可以查看此电机驱动器板以供参考。

    www.pcbway.com/.../ESP_12F_DRV88xx_Motor_Driver_Development_Board_bc4e7391.html

    这是  DRV8848电机驱动器开发板、而非 DRV8462。 但 这可能提供了一些指导。  

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    您好!

    感谢您的提问。 周五是美国的国庆节。 我们的专家将在您返回办公室时回复您。

    此致

    信也