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[参考译文] DRV8353M:减少 MOSFET 输出上的 PWM 抖动–导致放大器;解决方案

Guru**** 2392905 points
Other Parts Discussed in Thread: DRV8353, DRV8376

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/1467705/drv8353m-reducing-pwm-jitter-on-mosfet-output-causes-solutions

器件型号:DRV8353M
Thread 中讨论的其他器件:DRV8376、DRV8353

工具与软件:

您好!

我正在设计一种 ESC 板 和体验 158ns 抖动 从而在电机中产生明显的噪声。 我想了解导致这种抖动的可能原因以及如何最大限度地减小抖动。

系统规格:

  • 电压: 12伏
  • MOSFET: SQJQ112ER-T1_GE3
  • 模式: 同步1x PWM 模式
  • 死区时间: 50ns

  • 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。

    您好!

    请注意、此部件使用内部振荡器为同步器提供内部扩频时钟方案、这将 固有地导致一些抖动。

    也就是说、抖动可能有各种来源。 我需要更多信息来确切地知道它来自哪里。  以下可能是一些抖动来源:

    输入信号看起来是什么样子的? PWM 频率和占空比是否稳定?   您是否尝试过多种 PWM 频率?

    输出上升沿的抖动是否相同150ns?

    您用于电路板的电源是否具有良好 质量? 您是否有去耦电容器来帮助滤除 电源输入中的噪声?

    谢谢!

    Joseph

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    尊敬的 Joseph:

    感谢您的答复。

    我想问的是、此驱动器的典型输出抖动范围是多少?

    关于您的问题:

    • 输入信号是来自 MCU 的 PWM、我怀疑问题可能来自 MCU。 这是输入信号 PWM。

    • 在上升沿测量的抖动约为88ns。

    • 电源方面、我认为没有问题。 我将使用两个并联的330µF 电解电容器来去耦。

    期待您的见解。

    此致、
    阿吉

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    您好、Joseph:

    我想补充一点有关上述输入信号的阐述。 PWM 信号由 MCU 生成、观察到的抖动似乎是由 FOC 算法中的扭矩(Q)和直接(D)电流控制引起的。 在空闲状态下、PWM  信号看起来稳定、没有明显抖动。

    我调整了一些参数:

    • 模式: 独立 PWM 模式
    • 开关频率: 20 kHz - 50 kHz
    • 死区时间: 1 µs

    下面是没有任何控制、仅有基本 PWM 输出的 PWM 波形:

    这是 MOSFET 上升沿和下降沿的波形:

    从这些结果中可以看出、PWM 输入本身是稳定的、但 PWM 输出仍然有一些抖动、这似乎是在电机中引起噪声的原因。 对于如何缓解这种情况、您有什么建议吗?

    期待您的见解。

    此致、
    阿吉

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    尊敬的 Aji:

    感谢您提供更多信息。 输入 PWM 信号的抖动似乎转换为输出。 在使用 MCU 时、修复此输入抖动会导致更少的输出抖动。  

    在输入无抖动的情况下进行第二次测量时、该器件的输出抖动行为是正常的。  

    下面是我遇到的其他一些问题:

    我想知道如何知道这个抖动肯定是导致电机噪声的原因。 您是否确定这是唯一的噪声源? 您能否更详细地描述噪声?

    2.我知道您使用的是12V、且对您的应用的峰值输出电流很好奇。 根据这一点、您可能需要查看我们的另一款采用集成 FET 架构的器件(DRV8376)、该架构不使用该时钟同步方案。  

    谢谢!

    Joseph

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    Aji、

    为了尽可能降低电机噪声、另一个要检查的是确保换向类型与电机的绕组类型相匹配。 例如、如果您在正弦绕组电机上使用梯形换向方式、这也会导致电机噪声。

    谢谢!

    Joseph

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    尊敬的 Joseph:

    感谢您的回答。

    我将其与使用相同 PWM 程序且没有任何控制调整的不同制造商的其他 IC 进行了比较。 在这些情况下、PWM 抖动约为20ns、我能够实现 FOC 算法、而不会出现任何噪声。 这种情况下的噪声听起来更像是音频噪声。

    关于您的第二个问题、我计划使用大约24V 至60V 的电压范围、未来的最大电流为30-40A。

    我会进一步考虑这一点。 感谢你的帮助。

    此致、
    阿吉

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    Josep、

    我有2个问题

    为 BLDC 电机提供 DRV8353支持
    此驱动程序是否也可用于 FOC 算法?

    谢谢你

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    Aji、

    为回答您的问题、

    1.可以、该驱动器的主要用途是支持 BLDC 电机。  

    2.可以、此驱动程序可以用于 FOC 算法。

    这就是该部件的预期使用方式。

    谢谢!

    Joseph

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    Aji、

    当您展示的 MCU 输入具有140ns 抖动时、在另一个驱动器的输出上会出现20ns 抖动、我对此感到很吃惊。

    您是否将 TI EVM 用于此部件以进行测量、还是使用定制的电路板设计以进行测量?

    谢谢!

    Joseph