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[参考译文] DRV8231A:DRV8231A 故障和运行条件

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8231A

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/1465733/drv8231a-drv8231a-failure-and-operational-conditions

器件型号:DRV8231A

工具与软件:

您好!

我们目前正在评估用于替换分立式电路的 DRV8231A。
但是、在运行过程中、我遇到了 IC 在特定条件下发生故障的问题。 下面是应用程序和问题的摘要:

应用程序详细信息

  • 电机规格的影响 :有刷直流电机,24V,0.2A (浪涌电流:~2A )。
  • 控制模式 :每2秒进行一次正向和反向旋转。
  • VM 电源和控制信号 :输入 VM 后2ms、输入控制信号和 VREF (5V)会延迟上升。

问题描述

  • 运行一段时间后、电机意外停止、经过检查后、我发现 IC 上 VM 和 GND 之间的电阻测量值约为120Ω。
  • 此行为表明 IC 可能存在内部故障。

问题

  1. 关于 VM 电源和控制信号

    • 在输入 VM 后2ms、输入控制信号和 VREF (5V)会在一定时间内上升。 这是否会影响 DRV8231A 的稳定性或运行?
    • VM 和控制信号初始化是否有任何建议的时序或电压条件、以确保可靠运行?
  2. 与潜在跨导(击穿)和内部保护特性相关的操作

    • 我怀疑跨导可能是 IC 故障的原因。 DRV8231A 是否具有内置保护功能以防止击穿?
    • 如果存在这样的保护机制、在什么情况下它可能无法防止对 IC 造成损坏?
  3. 关于接地(车身接地)

    • 在该原型中、未连接主体接地。 虽然我知道这主要影响散热和抗噪性、但没有正确的主体接地是否会导致此类故障?

如果您对这些问题有深入的了解、有助于找出该问题的根本原因并进行必要的设计改进、我将不胜感激。

谢谢!

Conor

  • 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 Conor:

    感谢您的提问。

    我已将此请求分配给设备专家。 他会先解答您的问题、并与您取得联系。

    谢谢!

    Ibinu  

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    尊敬的 Conor:

    VM 和控制信号时序似乎在规格范围内、应该没有问题、尽管输入和 VREF 似乎超出了建议的工作条件、但它们仍处于绝对最大值规格范围内、应该没有问题。  

    所有 TI 电机驱动器都有内部击穿保护。 该器件具有200ns 死区时间、高侧和低侧 FET 均关闭、以防止发生击穿情况。  

    在正向和反向状态之间驱动电机的情况并不常见。 如果使用 PWM 输入、建议在正向和制动或正向和滑行状态之间切换。  

    切换到制动或滑行状态时、这允许电机电流在 PWM 关断期间以安全路径从负载衰减。 它可能重复地从正向切换以反向产生电机电流、并且没有衰减路径。  

    当您说"车身接地未连接"时、您是说 GND 引脚(引脚7)未连接、还是散热焊盘未焊接到 PCB 上?  

    此致!

    David

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    尊敬的 David:

    感谢您的答复。

    当您说"车身接地未连接"时、您是说 GND 引脚(引脚7)未连接、还是散热焊盘未焊接到 PCB 上?  [报价]

    我指的是散热焊盘。 未连接散热焊盘是否与此故障有关? 此外、如果您有任何其他想法或事项需要检查、我将非常感谢您的建议。

    谢谢!

    Conor

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    尊敬的 Conor:

    "应通过散热过孔将器件散热焊盘连接到 PCB 顶层接地平面和内部接地平面(如果可用)、以最大限度地提高 PCB 散热能力。" -来自数据表第11.1节布局指南。 散热焊盘连接用于散热。 只要器件的 GND 引脚连接到 PCB 的系统接地、就应该不会有接地问题。  

    如前文所述、不建议在 PWM 关断期间没有安全的电流衰减路径的情况下长时间在正向和反向状态之间切换。  

    在哪种应用中需要这种类型的操作?

    如果可能、请提供更多详细信息、说明有多少件商品出现此问题?  

    特定运行期后、电机意外停止

    操作是什么、运行时间是多久? 电机上有负载吗?  

    此致!

    David

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    尊敬的  David:

    感谢您发送编修。

    VM 和控制信号时序似乎在规格范围内、应该没有问题、尽管输入和 VREF 似乎超出了建议的运行条件、它们仍在绝对最大值规格范围内并且应该正常。  [报价]

    您需说明"输入信号和 VREF 超出了建议的工作条件"、但输入信号为5V、VREF 为5V。

    从数据表可以看出、输入信号在5.5V 范围内、因此似乎没有问题。 VREF 是否需要处于3.6V 范围内? 数据表中的引脚说明似乎表明它支持高达5V 的电压、因此我对哪一个是正确的有点困惑。

    通常不会在正向和反向状态之间驱动电机。 如果使用 PWM 输入、建议在正向和制动或正向和滑行状态之间切换。  [报价]

    目前使用的是 IN1和 IN2、控制设置为通过制动器完成。 但是、制动和 VM 切断密切相关、因此您提到的衰减路径可能会消失。
    请告知我们是否有关于制动器保持时间的任何规定。

    切换到制动或滑行状态时、这允许电机电流在 PWM 关断期间通过一条安全路径从负载衰减。 它可能重复地从正向切换以反向产生电机电流、并且没有衰减路径。  [报价]

    缺陷产品不是交叉连接的 FET、但上 FET 与下 FET 之间的低电阻引起了损坏。

    哪个 FET 会关闭 DEAD? 此外、如果您能评论上 FET 和下 FET 具有低电阻的可能性、会很有帮助。

    什么是操作、有多长时间? 电机上有负载吗?  [报价]

    应用是电子锁。 我们正在考虑将电子锁控制从分立式电路替换为 DRV8231A。 控制目标是有刷直流电机、大约为24V/0.2A (浪涌电流为2A)。 在原型设计阶段、在以2秒的间隔反复向前和向后旋转的测试过程中发生了故障。

    谢谢!

    Conor

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    尊敬的 Conor:

    是的、输入电压 不应导致任何问题。 它们高于"建议运行条件"、但仍处于绝对最大值条件下、因此应该没有问题。  

     我相信我现在明白了。 输入为 IN1 = 1和 IN2 = 0 (正向)并持续2秒、在反向之前切换 IN2 = 1 (制动)、这是否正确? 如果是、这应该不是问题、该驱动器能够在这些条件下行驶。   有关电流再循环技术的更多信息、请参阅此应用手册。

    在什么条件下测量 VM 和 GND 之间的电阻? 器件导通、关断、正向、反向、高阻态 等等?

    有多少设备出现问题、您测试了多少设备? 这些测试是在 EVM 还是个人设计上进行的?

    在 tDEAD 期间、高侧和低侧 FET 均关断、以防止击穿。  

    此致!

    David