[参考译文] DRV8212：电机驱动器停止响应输入

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Other Parts Discussed in Thread: DRV8212, TPS63070

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/1362358/drv8212-motor-driver-stops-responding-to-inputs

器件型号：DRV8212
主题中讨论的其他器件： TPS63070

我正在使用 DRV8212在手持外科手术器械中控制电机。按下手柄上的按钮时、将启用稳压器(额定电压9.2V)。一旦电源正常输出变为高电平、DRV8212的一个输入被拉低、而另一个输入继续被拉高、电机旋转。当释放按钮时、两个输出都被拉高、并且 DRV8212 会制动电机。此外还有一个次级开关、用于在电机完成完整旋转之前使其保持开启状态。这两个开关连接到一个启用电压稳压器的容错 OR-ing 电路。

我看到的问题是、有时 DRV8212将进入奇怪的状态、在这种状态下、它不再对输入信号作出响应、且其输出每1.5ms 产生一次小脉冲。芯片循环通电似乎是摆脱此状态的唯一方法。拔插电机没有任何效果、当电机插回时、DRV8212仍处于不良状态、因此我认为这不是一个过流问题。当它处于故障状态时、IN1为高电平、IN2为低电平、输出都每1.5mS 产生一次这些小脉冲。糟糕的状态是罕见的,但已经出现在有时候 O.R.我已经能够通过快速按下和释放按钮重复超过五分钟或更多。

我浏览了数据表、应用手册和论坛以了解类似的症状、但没有发现任何相关信息。完整原理图如下所示。非常感谢您的帮助。

丹

3 个月前

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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嘿、Dan、

它可能与器件的自动睡眠功能有关。 T_AUTOSLEEP 为0.9至2.6ms、因此其中1.5ms 正好位于中间。我将探测 IN1和 IN2以确保它们在0.9ms 内不都处于低电平。我们多次看到、当人们使用低占空比和低 PWM 频率时、低占空比的时间>0.9ms、比如<1kHz <10%占空比。我看到、在您的情况下、IN1为高电平、IN2为低电平、因此不应该是这样。

另一种想法是 VM 欠压情况-当器件开始尝试旋转电机时、9V 电源电压被拉至低于我们的欠压电平、然后 VM 恢复、器件再次尝试旋转电机并导致环路。但大于50uF 的大容量电容应足以避免这种情况。不过、先用示波器捕获 VM 波形(可能是正常的电机启动条件)、然后查看其骤降程度、请确保其不会接近1.65V 的 UVLO 电平。如果是这种情况、我也希望拆下电机来解决该问题、但您注意到、事实并非如此。

我可以想到的一些进一步测试/检查：

您是否在多个 DRV 器件和多个 PCB 板上发现了这种行为？需要排除1个损坏的器件或1个损坏的电路板。
获取该启动条件电压的示波器捕获、确保其外观清晰
在驱动器周围布置 PCB 布局的 pic 后、需要确保大容量电容器相对靠近器件、并且100nF 电容器靠近器件

此致！

雅各布

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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您好、Jacob：

我附上了一份包含原理图和布局的 PDF。我之前发布的原理图是稍旧的版本。此页与我使用的板匹配。还包括示波器跟踪的 JPEG：一个是在启动时、另一个是在故障模式下。

通道1是电压稳压器的输出、通道2是 IN2、通道3是 IN1、通道4是稳压器使能。

处于故障模式时、一切看起来都很完美。电源电压稳定、IN1为高电平、IN2为低电平。电机就是不工作的。

该故障发生在多个电路板上、因此它不是一次性坏芯片。

谢谢。

丹

e2e.ti.com/.../Schematic-and-layout.PDF

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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[已删除]

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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嘿、Dan、

我认为是器件读取 OCP。您能否测量每1.5ms 一次的"小脉冲"、看看它们是否大约为4.2us 长？该器件必须检测到过流事件且无法启动电机、然后每1.7ms 自动重试一次。

当电机卡在该模式下时、您能否尝试让它实现"快速启动"？只需在驾驶方向上稍微转动一下即可。我想知道、电机上是否有某个位置存在较大公差或磁体对摩擦或摩擦等产生更强的吸引力、这会导致 OCP 事件、而器件会在电机处于该位置时自动无限重试。

如果这样不起作用、也许您可以在 IN2上添加一个 RC 电路来实现短加速度、而不是立即让器件进入100%状态？该斜升将有助于降低启动电流。

此致！

雅各布

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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您好、Jacob：

脉冲宽度大约为4.5uS、并且两个电机输出上的脉冲几乎相同、这似乎很奇怪。我预计其中一个比较器会靠近电源轨、另一个比较接近接地、具体取决于输入的电压。

我给电机一个推力、但没有发生任何情况。芯片似乎被锁存在这种不良状态、通过下电上电可恢复正常运行。前面讲过、拔下电机不会改变这种情况。我很难理解过流保护为什么即使在拔出电机后也会继续阻止输出工作。

不需要添加 RC 电路、因为这是处于测试最终阶段的生产板。到目前为止、我们已经通过了一年多的测试、这一问题至今尚未解决。我需要有信心、问题已完全解决。

丹

0 admin 3 个月前

TI__Guru**** 1455930 points

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嘿、Dan、

几个方面：

您是否可以在错误模式下断开电机、并在断开之前和之后使用示波器探测器件的输出？我想看看器件在断开连接时是否确实卡在了相同模式下。我知道它在重新连接时不会使电机旋转、但想看看器件是否仍在尝试每1.5ms 无负载输出一次
您能否在 IN1和 IN2信号上使用外部4.5V 或5V 电压？我想尝试确定问题是否是由于 VM 斜升时 IN1的斜坡所致。您可以移除 IN1上的两个10k 电阻器并向 IN1施加5V 电压、该器件在 IN1上具有内部100k 下拉电阻器、因此在关闭5V 电压时应变为低电平。我希望外部5V 信号没有斜坡、从而使问题消失。

此致、

雅各布

0 admin 3 个月前

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您好、Jacob：

当我断开电机连接时、脉冲会消失、一个输出为电源电压、另一个输出为接地。因此、OCP 看起来确实相关。电机的电阻为2.4欧姆、所以在9.2V 时、我们应该只能看到3.83A、低于4A OCP 限制。

至于尝试您的创意#2，我不知道我将如何重现故障情况。整个电路几乎在任何时候都能完美地工作。

我将在电机引线上放置一个电流探头、以了解其具体情况。我可以在星期四或星期五这样做。

也许一点添加的串联电阻有助于为 OCP 跳变点提供更大的裕度？

丹

0 admin 3 个月前

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嘿、Dan、

当我断开电机时，脉冲消失时，一个输出位于电源电压，另一个输出位于接地。因此、OCP 看起来确实相关。电机的电阻为2.4欧姆、因此在9.2V 时、我们应该只能看到3.83A、低于4A OCP 限制。[/报价]
这是很好的消息。让我来问一下相关设计。在第一个 OCP 事件触发器件后、器件似乎在 OCP 中"卡住"、但事实并非如此。我会看到他们的想法是什么。请给我一天时间。

可能增加一点串联电阻会有助于为 OCP 跳变点提供更多裕度？

尝试添加电感器(或铁氧体磁珠)来代替电阻器。两者都会在电机上增加串联阻抗并应减小浪涌电流。添加这两种方法的代价是电机正常运行期间的稳态压降、但电感的影响较小。

下面是有关添加串联电感器的几个主题：

使用仿真： https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1160055/drv8830-explain-motor-current-graph-when-driving-with-pwm

仅包含基本公式： https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/377409/drv8837-inrush-current-and-softstart

此致！

雅各布
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0 admin 3 个月前

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嘿、Dan、

实际上、为你运行另外一个测试、首先在未经修改的电路上尝试这个：

请设置示波器、以在 IN1或 IN2上升到> 5.75V 时触发、这是逻辑输入引脚的绝对最大电压。查看当器件卡在此模式下时、是否触发此示波器捕获。

此致！

雅各布

0 admin 3 个月前

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嘿、Jacob、

您上一次测试的想法很好。 TPS63070的输出好像太高了。在这些快速开关按压过程中、它会定期远超9.2V、甚至会在发生故障之前变得更高。在示波器捕获中、黄色迹线是稳压器输出、绿色迹线是 IN1。使用一个齐纳二极管或 TVS 来钳制9.2V 电源似乎是一个解决方案。我没有看到我可以对稳压器执行任何操作。

谢谢。

丹