[参考译文] BOOSTXL-DRV8323RS：1个 PWM 和放大器；梯形控制3相 BLDC

您好、Jay：

今天是美国的假日、但我们的目标是在一周结束前提供回复。

此致、

Anthony Lodi

您好、Jay：

是否使用 INHC 控制方向？ 否则、它应该被接至低电平。

可闻噪声 有时可能源于不均匀的换向或低分辨率 PWM 信号。 您是否使用了20kHz 以外的任何其他 PWM 频率？

您是否已确认 霍尔传感器换向信号与电机相位完全对齐？ 您还可以检查电源线上的电压或电流纹波？

对于占空比问题、您是否已确认 Nucleo 板实际上正在更新占空比？

此致、

Yara

您好、Yara、

我已将 INHC 引脚设置为高电平以控制电机方向、而霍尔传感器直接连接到电机驱动器。 占空比也在正确更新。

但是、我怀疑我的 SPI 通信可能存在问题。 电机驱动器是需要使用 SPI 显式设置为1xPWM 模式、还是默认情况下处于1xPWM 模式？

感谢您的帮助！

您好、Jay：

感谢您提供更多信息！

PWM 模式的默认 SPI 设置为6x PWM

因此、如果您尝试在不配置 SPI 寄存器的情况下实现1xPWM、则很可能出现问题、修复后请告知您的结果。

此致、

Yara

您好、Yara、

我认为我的 SPI 配置有一个问题、因为当我尝试读回控制寄存器0x02时、它会发送一个数据：0x0000并且读取：0。 这是我的 SPI 配置

SPI：

static void MX_SPI1_Init(void)
{
  hspi1.Instance = SPI1;
  hspi1.Init.Mode = SPI_MODE_MASTER;
  hspi1.Init.Direction = SPI_DIRECTION_2LINES;
  hspi1.Init.DataSize = SPI_DATASIZE_16BIT;
  hspi1.Init.CLKPolarity = SPI_POLARITY_LOW;
  hspi1.Init.CLKPhase = SPI_PHASE_2EDGE;
  hspi1.Init.NSS = SPI_NSS_SOFT;
  hspi1.Init.BaudRatePrescaler = SPI_BAUDRATEPRESCALER_2;
  hspi1.Init.FirstBit = SPI_FIRSTBIT_MSB;
  hspi1.Init.TIMode = SPI_TIMODE_DISABLE;
  hspi1.Init.CRCCalculation = SPI_CRCCALCULATION_DISABLE;
  hspi1.Init.CRCPolynomial = 7;
  hspi1.Init.CRCLength = SPI_CRC_LENGTH_DATASIZE;
  hspi1.Init.NSSPMode = SPI_NSS_PULSE_DISABLE;
  if (HAL_SPI_Init(&hspi1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }

}

void DRV8323_writeSpi(uint16_t regAdr, uint16_t regVal)
{
    uint16_t controlword = ((regAdr << 11) | regVal);  // Create control word

    char debugMsg[50];
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_StatusTypeDef status = HAL_SPI_Transmit(&hspi1, (uint8_t*)(&controlword), 1, 20);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);

    HAL_Delay(90);  
    snprintf(debugMsg, sizeof(debugMsg), "Write Status: %d, Data: 0x%04X\r\n", status, controlword);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)debugMsg, strlen(debugMsg), 1000);
}

uint16_t DRV8323_readSpi(uint16_t regAdr)
{
    uint16_t controlword =  (0x8000 | (regAdr << 11));  // Read command + address
    uint16_t recbuff = 0xbeef;

    char debugMsg[50];

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_StatusTypeDef status = HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, (uint8_t*)(&controlword), (uint8_t*)(&recbuff), 1, 20);
 
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_4, GPIO_PIN_SET);

    HAL_Delay(100);  

    snprintf(debugMsg, sizeof(debugMsg), "Read Status: %d, Received Data: 0x%04X\r\n", status, recbuff);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t*)debugMsg, strlen(debugMsg), 1000);

    return (0x7FF & recbuff);  // Masking the lower 11 bits
}

您好、Jay：

您是否能够读取所有寄存器？ 当您执行该操作时、它会读回这些寄存器的默认值吗？

如果能够从所有寄存器读回默认值、那是一个很好的开始！ 如果您无法执行此操作、则可能会出现地址格式设置或访问地址方式方面的问题。

使用地址0x02是测试写入 SPI 函数的好地址、因为该寄存器的默认值仅为0x0000。

以下是我们通常用于通过 SPI 与器件通信的一些代码：

void Config_evm_spi(void)
{
    //Pin Config
    EALLOW;
    // SPI_MOSI
    GPIO_SetupPinOptions(16, GPIO_INPUT, GPIO_ASYNC | GPIO_PULLUP);
    // SPI_MISO
    GPIO_SetupPinOptions(17, GPIO_INPUT, GPIO_ASYNC | GPIO_PULLUP);
    // SPI_CS
    GPIO_SetupPinOptions(56, GPIO_INPUT, GPIO_ASYNC | GPIO_PULLUP);
    // SPI_CLK
    GPIO_SetupPinOptions(57, GPIO_INPUT, GPIO_ASYNC | GPIO_PULLUP);

    GPIO_SetupPinMux(16, GPIO_MUX_CPU1, 1);
    GPIO_SetupPinMux(17, GPIO_MUX_CPU1, 1);
    GPIO_SetupPinMux(56, GPIO_MUX_CPU1, 1);
    GPIO_SetupPinMux(57, GPIO_MUX_CPU1, 1);
    EDIS;

    EALLOW;
    ClkCfgRegs.LOSPCP.all = 0;
    EDIS;

    // Initialize SPI FIFO registers
    SpiaRegs.SPIFFTX.all=0xE040;
    SpiaRegs.SPIFFRX.all=0x2044;
    SpiaRegs.SPIFFCT.all=0x0;

    //SPI Settings
    SpiaRegs.SPICCR.bit.SPISWRESET = 0;     //SPI Reset On
    SpiaRegs.SPICCR.bit.CLKPOLARITY = 0;    //SCLK Active High
    SpiaRegs.SPICCR.bit.SPICHAR = 0x7;      //16-bit SPI char
    SpiaRegs.SPICCR.bit.SPILBK = 0;

    SpiaRegs.SPICTL.bit.OVERRUNINTENA = 0;  //No overrun interrupt
    SpiaRegs.SPICTL.bit.CLK_PHASE = 0;      //Phase 0
    SpiaRegs.SPICTL.bit.MASTER_SLAVE = 1;   //Master mode
    SpiaRegs.SPICTL.bit.TALK = 1;           //nSCS enabled
    SpiaRegs.SPICTL.bit.SPIINTENA = 0;      //TX/RX Interrupt Disabled

    SpiaRegs.SPIBRR.bit.SPI_BIT_RATE = ((25000000 / 1000000) - 1);              //Set baud rate to 1MHz
    SpiaRegs.SPIPRI.bit.FREE = 1;           //Set so breakpoints don't disturb transmission
    SpiaRegs.SPICCR.bit.SPISWRESET = 1;   //Exit SPI reset

}

Uint16 spi_xmit(Uint16 spiFrame)
{
    SpiaRegs.SPITXBUF=spiFrame;

    //Wait for RX flag to indicate SPI frame completion
    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 1)
    {
    }

    return SpiaRegs.SPIRXBUF;
}

Uint16 spi_write(Uint16 addr, Uint16 data)
{
    int i;
    Uint16 p_addr;
    Uint16 p_data;
    Uint16 commandword;
    Uint16 dummy;

    //8-bit header
    p_addr = spi_parity_calc(addr);
    commandword = ((addr << 1) & 0x7E)  | (p_addr << 0);
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8; //transmit header
    dummy = SpiaRegs.SPIRXBUF;


    p_data = spi_parity_calc(data);

    //8 bit data1
    commandword = (p_data << 7) | ((data & 0x7F00) >> 8); //P + D14:D8
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8; //transmit data

    //8 bit data2
    commandword = (data & 0x00FF);            //D7:D0
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8;      //transmit data
    dummy = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 3); //wait for 2 words to receive in FIFO

    return SpiaRegs.SPIRXBUF; //return last word
}

Uint16 spi_read(Uint16 addr)
{

    Uint16 p_addr;
    Uint16 p_data;
    Uint16 commandword;
    Uint16 data, data1, data2;
    Uint16 dummy = 0xFF;

    //8-bit header
    p_addr = spi_parity_calc(addr);
    commandword = 0x80 | ((addr & 0x3F) << 1)  | (p_addr << 0);
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8; //transmit header
    dummy = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    p_data = spi_parity_calc(dummy);


    //8 bit data1
    commandword = ((p_data << 7) | dummy);
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8; //transmit dummy
    data1 = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    //8 bit data2
    commandword = 0xFF;
    SpiaRegs.SPITXBUF=commandword<<8;      //transmit dummy
    data2 = SpiaRegs.SPIRXBUF;

    while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 3); //wait for 3 words to receive in FIFO

    dummy = SpiaRegs.SPIRXBUF;
    data1 = SpiaRegs.SPIRXBUF;          //read D14:D8
    data2 = SpiaRegs.SPIRXBUF;          //read D7:D0

    //while(SpiaRegs.SPIFFRX.bit.RXFFST != 3); //wait for 3 words to receive in FIFO
    data = (data1 << 8) | (data2); //concatenate D14:D0
    return data; //return D14:D0
}

bool spi_parity_calc(Uint16 word)   //calculates parity of word
{
    uint16_t p = 0;
    while(word)
    {
       p ^= (word & 1);
       word >>= 1;
    }
    return(p);  //returns 0 or 1 for parity
}

您可以忽略奇偶校验位、因为 DRV8323具有一个。

让我知道您的寄存器读取的结果。

此致、

Yara

您好、Yara、

即使我成功地在1xPWM 模式下写入 SPI 寄存器、该问题也不会解决、同时我使用示波器检查电机的相电压和电流。

电机规格- 43V 250W BLDC



单相电压 A  
两相电压 B
三相电压 C


相电流 A

相电流 B

相电流 C

您好、Jay：

我无法访问 Google Drive。 请随时发布图像或附加 PDF、以便我查看您尝试分享的内容。

此致、

Yara

您好、Yara、

我附上了一个 PDF 文件、其中包含示波器上的输出测量结果

感谢您的支持

e2e.ti.com/.../7183.PHASE-VOLTAGE-_2600_-CURRENT.pdf

您好、Jay：

我认为您的波形没有任何不正确的地方。

您的栅极驱动器设置是什么？ 比如死区时间和 IDRIVE？

此致、

Yara

您好、Yara、

我没有配置死区时间、IDRIVE 处于默认配置

感谢您的支持

您好、Jay：

这可能是您的问题产生的原因。 我认为 EVM 上的 MOSFET 的 Qgd 为26nC、这意味着使用默认 IDRIVE (恰好是最高 IDRIVE 设置)可能会在输出端产生大量振铃、甚至会损坏驱动器或 MOSFET

以下是一个很好的常见问题解答、说明了 Qgd 和开关时间之间的关系、以及如何计算要使用的理想 IDRIVE 设置：

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/796378/faq-selecting-the-best-idrive-setting-and-why-this-is-essential

和下面的内容讨论了如何避免损坏(其中提到了 DRV8353、但仍然适用于该器件)：

https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1236302/faq-drv8353rs-evm-how-to-avoid-damaging-your-drv8353rx-evm-with-too-high-idrive

请使用这些资源计算适当的 IDRIVE 设置并进行相应的调整。  

如果您可以在更改 IDRIVE 设置之前和之后提供 GHx 至 SHx、SHx 至 GND 和 GLx 至 GND 的放大图、那会非常好！

此致、

Yara