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[参考译文] DRV8462:电机驱动器论坛

Guru**** 1638490 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8462, DRV8462EVM
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/1370349/drv8462-motor-drivers-forum

器件型号:DRV8462

工具与软件:

您好、TI!

大家好!

我设计了一个 PCB、用于使用 DRV8462驱动器运行步进电机。 下面附加了设计快照。

我遇到了下面提到的几个主要问题:

  • 使用手动硬件接口:   
    • 即使在 STEP 引脚上使用100kHz PWM、我无法使用该驱动器获得足够的速度、微步进也被设置为1/128 (两个 MODE 引脚都保持打开状态)。 另外、当我运行电机一段时间时、它会发热并进入热关断状态。
  • 使用 SPI 接口:
    • 即使空载、电机急冲运行以及无法获得足够的速度、步骤也会丢失。 启动时、它需要高电流、甚至超过电机额定电流、因此会在一段时间内发热。
    • 只有这样才能设置 CTRL2寄存器中的 STEP 位、从而仅运行步进电机。 是否不可能通过提供步进数来运行步进电机、而电机在步进数结束之前保持独立运行?
    • 是否有办法控制加速和减速?

我已经尝试了从 DRV8462的数据表中几乎可以理解的每种可能性、如硬件接口、SPI 接口(通过 SPI 步进)、自动微步进、自动扭矩、衰减模式、同时激活步进的上升沿和下降沿等、但无法实现足够的速度。 我需要在大约250RPM 的速度下运行电机、但目前它仅在大约25RPM 的速度下运行、而根据产品说明书、电机可以高达1000RPM 的速度运行。 即使我们使用驱动器模块 TB6600以高达500RPM 的转速运行该电机、也不会出现任何问题。

我附加了原理图快照和我正在处理的代码。 请告诉我是否需要进一步的详细情况,并提出今后的工作建议。

e2e.ti.com/.../DRV8462_5F00_Own_5F00_Code.zip

  • 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。

    尊敬的 Vishesh:

    如果您能够使用相同的电源电压和 IFS 设置运行相同的步进电机和6600器件、则应该能够在硬件或 SPI 模式下实现相同的 DRV8462。

    是否出现器件热关断的情况。 这就使您面临 PCB 问题以及 DRV8462DDW 器件的散热方式。 您是否曾尝试过使用 TI DRV8462EVM 使用同样的电机? 我没有注意到您在帖子中分享的原理图中有任何异常。  

    您能否分享 A 相或 B 相的电流波形? 测试中使用的电源电压是多少? IFS 电流设置是多少? 谢谢你。

    此致、Murugavel

  • 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。

    尊敬的 Murugavel:

    感谢您的快速回复。

    • 器件似乎处于热关断状态。 这就使您面临 PCB 问题以及 DRV8462DDW 器件的散热方式。 >>
      • PCB 层为2层、覆铜3盎司、外露焊盘连接至顶部的 GND 覆铜、并通过缝合过孔连接至底部覆铜。 也会安装散热器。 为了获得更好的清晰度、我附加了热计算、电路板布局和设置图像。 如果我有任何错误、请进行检查并告知我。
    • 您是否曾尝试过使用 TI DRV8462EVM 使用同样的电机? >>  
      • 我没有 EVM 板、旁边的人我能够安排它。
    • 我没有注意到您在帖子中分享的原理图中有任何异常。 >>  
      • 感谢您的审阅、但我在原理图中发现了一个错误、即由于原型板中外部电源不可用、我将 VCC 与 DVDD 引脚短接。 但由于这一点、我仅使用 DVDD 电源上拉了 NSLEEP 引脚、而 DVDD 仅在 nSLEEP 被拉高后生成。 我想提请您注意这一点、以在数据表中更新此内容、因为在 VCC 的引脚说明中、它写道" 内部逻辑块的电源电压。 当单独的逻辑电源电压不可用时、将 VCC 引脚连接至 DVDD 引脚。 " 这在某种程度上确保了在任何情况下都不需要外部供电。 尽管在 nSLEEP 引脚中进行了详细说明、但其中正确提及了对外部控制的需求、但此处本身就提到了 NSLEEP 引脚应通过 GPIO 进行控制或通过外部电源进行拉取。
    • 您能否分享 A 相或 B 相的电流波形? 测试中使用的电源电压是多少? IFS 电流设置是多少? >>  
      • 由于任何分流电阻器或电流探头不可用、我无法捕获电流波形、但我要附加在不同条件下的少量电压波形捕获连同 TB6600波形进行比较。
      • DRV8462的硬件接口设置:  
        • 电源电压:24VDC
        • IFS:3.78A (我应该是3A,但由于不合适的电阻值,Vref 被设置为2.5V 而不是1.98V)
        • 微步进:1/128 (两个模式引脚在 Hi-Z 状态下保持打开状态)
        • 衰减模式:智能调优动态衰减(两个衰减模式引脚均通过10K 拉至 GND)
        • 步进频率:100KHz
      • DRV8462的 SPI 接口:
        • 电源电压:24VDC
        • IFS:3A (如果我在计算中有任何错误,请更正我 IFS)  
          • VREF_INT_EN 位设置为高电平(忽略 Vref 引脚电压)
          • IFS (A)= 3.3V x TRQ_DAC/kV (V/A)
          • 如果 IFS = 3A、TRQ_DAC 必须为3/5、表示2^8的60%(TRQ_DAC 寄存器最大值)= 153 =  0b10011001
        • 微步进: 自动微步进
        • 衰减模式: 默认值111b =智能调优纹波控制
        • STEP:通过 SPI 步进位控制
        • 扭矩:启用自动扭矩
          • 最小电流设置为1A (代码:SET_ATQ_LRN_MIN_CURRENT = 0x30)
          • 最终电流设置为2.5A (SET_ATQ_LRN_STEP = 0x0C)
          • 学习周期:32个稳定学习半周期(SET_ATQ_LRN_CYCLE_SELECT = 0x03)  
          • ATQ_FRZ[2]: 111b -响应速度最慢,但环路将保持稳定
          • ATQ_AVG[2]: 111b - 8周期平均值
      • TB6600设置:
        • 电源电压:24VDC
        • IFS:3.5A (与 DRV8462设置匹配)
        • 微步进:1/32 (驱动器上可用的最大值、以匹配 DRV8462设置、步进频率以相同的比率降低、1/4)
        • 衰减模式:不可用,内部管理
        • 步进频率:25KHz
      • 所有可能的电压波形在其名称中均附有说明。
    • 我在文章中问过、您没有提供有关使用 DRV8462进行加速和减速控制以及通过给出步数而不是对每个步进进行控制来运行的任何信息、也请提供相关指南。

    如果需要进一步的详细信息来帮助我、请告诉我。

    e2e.ti.com/.../DRV8462_5F00_Captures.zip      e2e.ti.com/.../Stepper_5F00_Driver_5F00_PCB_5F00_V1_2D00_for_5F00_TI_5F00_Support.zip      e2e.ti.com/.../Thermal_5F00_Calculation_2D00_drv8462.pdf

  • 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。

    尊敬的 Vishesh:

    感谢您提供更多信息。 我随身携带一个 NEMA17步进器、它连接到 DRV8462EVM (承载器件的 DDW 封装)。 我将其设置为3A、内部基准电压、TRQ_DAC = 60%、SPI 模式下为24V 电源。 已启用自动步进、并为234 RPM 设置步进速率。 衰减为 STRC。 电机按预期运行而不会出现任何问题。 请参阅下面的电流波形。 这是禁用了自动扭矩时的情况。

     

    运行30分钟后、器件温度为134C。 无法为 DRV8462DDW 封装安装散热器。 如果您在 IC 顶部粘上一个散热器、这种做法效果不佳、但可能会有所帮助。 我们的确有一个 DRV8462DDVR 采用了不同的封装方式、可支持顶部安装的散热器。 电机以目标速度运行时、在您的应用中测量的器件温度是多少。 您的热计算产生58C @ 3A。 计算中肯定漏掉了一些内容、因此即使对于6层 EVM 板也会有很大差异。 请查看此热计算器"如何估算步进驱动器的裸片温度?"  https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1166656/faq-how-to-estimate-die-temperature-of-stepper-driver?tisearch=e2e-quicksearch&keymatch=FAQ%20stepper%20die%20temperature%20estimat

    您提到已启用自动扭矩功能。 您是否执行了学习运算并调整了 KP 和 KD 的值? 如果不是自动扭矩、将无法正常工作。 请参阅应用手册 https://www.ti.com/lit/an/slvaff1/slvaff1.pdf。我建议在 SPI 模式下禁用自动扭矩的情况下进行测试。  

    电压波形无法提供完整的图解。 两个芯片之间的衰减操作将不同、比较电压波形并没有太大意义。 我需要 A 或 B 的电流波形以进行进一步诊断。   

    在硬件模式下、我在234 RPM 的转速下也具有相似的(与 SPI 模式)性能。 我还将电流增加到了3.5A。 在使用 EVM 设置时未发生热关断。 另请注意、由于器件中的开关损耗较低、因此该器件将以较低的微步进设置以更低的温度运行。 因此、对于3A、1/16步长234 RPM、器件的温度为74°C。

    "由于原型板中外部电源不可用、我已将 VCC 与 DVDD 引脚短接。" 这意味着 MCU GPIO 逻辑高电平必须为5V。 这是5V 逻辑的有效连接。 对于3.3V 逻辑高电平、VCC 必须被连接至3.3V。 引脚表中正确描述了 VCC 引脚功能。  

    在 nSLEEP 引脚的原理图中、我注意到您在引脚上有一个网表 D1nSLEEP。 我假设它来自 MCU GPIO 控制。 是、您不能将 nSLEEP 连接到 DVDD。 器件永远不会唤醒。 我们在数据表中提到了这一点。

    我无法打开您发送给我的光绘文件。 您能否制作图层 PDF 并重新发送? 我不确定您是否确实遇到了热关断问题。 根据您的描述、这是一种怀疑。 只要满足散热要求、2层板就不会有问题支持驱动器功能。 请记住、无论是通过微步进和内部电流调节 PWM TON 和 tOFF 周期、24V 的开关损耗在较高的开关频率下都会变得很大。  

    "我在文章中问、"您没有提供任何有关使用 DRV8462进行加速和减速控制以及通过提供多个步骤而不是控制每个步骤运行的信息、也请对此提供指导。" DRV8462支持 STEP 和 DIR 输入。 必须通过步进输入从外部提供加速和减速-斜升和斜降。 同样、此器件没有步进数输入。 这也必须在外部 MCU 中进行管理。  

    此致、Murugavel