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[参考译文] 输出短路会损坏 DRV8231A 电机控制器

Guru**** 2386620 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/1470556/short-circuit-at-output-destroys-drv8231a-motor-controller

器件型号:DRV8231A

工具与软件:

您好、TI 团队:

我在 DRV8231A 模块上有一个问题。
该电路显示了在输出端切换 LED 的电流设置。 如果接通24V 电源、则红色 LED 亮起。 如果器件从待机状态开启、μ µP 可以切换两个电源 LED 输入。 然后可以切换至绿色或关闭两个 LED。  LED 和串联电阻原则上仅显示、因为它完全位于电源按钮中。
两种开关状态的电流限制均有效。
如果当两个电源 LED 输入都为0V 时 I SHORT Out1/2、则模块将中断。
如果两个输入都为3.3V、则绿色 LED 亮起、我可以使输出短路、并且电流受到限制而不会发生损坏。
我目前不理解为什么在默认设置下不起作用。

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    您好!

    感谢您的提问。

    我的团队中的专家将进行审核并回复您。

    谢谢!

    Ibinu

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    您好、Ibinu:

    感谢您的留言。 您能估计何时会收到专家的答复吗?

    此致

    Philipp

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    您好!

    您的问题让我感到有点困惑。 您是否想问是否可以将输出(OUT1-->OUT2)短路并仍然限制电流? 如果输出短路、则会形成从 VM 到 GND 的直接路径(击穿)、这会损坏器件。  

    此致!

    David

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    David、您好!

    数据表是指 OCP。
    以下是数据表部分、其中分别介绍了桥中四个 FET 中每一个的 OCP。


    由于 LED 通过插头连接至电路板、因此有可能出现短路。 因此、该电路应该受到保护。
    这对于一个方向非常有效。 遗憾的是、它在另一个方向上不起作用。 但我看不到不同之处、因为它仅在两种状态之一中有效。

    此致

    Philipp

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    您好、Philipp:

    如果我正确理解您的设置、我认为问题可能是当 IN1 = IN2 = 0时、FET 会被禁用、输出处于高阻态。 在此期间、所有电流将流向"模块"、而不是器件。  

    没错、每个 FET 都受 OCP 保护、但这仅适用于 FET 导通且电流流过它们的情况。  

    此致!

    David

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    David、您好!

    非常感谢您的答复。 在 IN1 = IN2 = 0的状态下不会出现问题。 在状态 IN2=1的情况下、IN1=0也没有问题、电流限制按预期生效。 当 IN1=1和 IN2=0时、会出现问题。 我认为、在这种状态下、过流限制不起作用。
    但是、我假设外部接线是问题所在。 我已直接交换 IC 上的 IN1和 IN2以及 OUT1和 OUT2连接进行测试。 此处的结果不是 IN2=1 IN1=0问题、但在 IN2=0和 IN1=1时销毁。 我希望我现在所说的是可以理解的。

    此致

    Philipp

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    您好、Philipp:

    问题似乎是您在前进方向行驶时。 正向驱动时、电流从 OUT1流向 OUT2。 在负载的配置方式中、似乎没有限流电阻器来限制流入 D78的电流。 根据二极管的额定电流、可能过高或烧毁。

      

    是否可以在 OUT1和负载之间添加10k 电阻器?

    此器件3.7A 的过流保护跳闸点(IOCP)。 这意味着、如果流经负载的电流达到3.7A  的时间长于过流保护抗尖峰脉冲时间(通常为 tOCP = 1.5us)、则输出将禁用以保护电机驱动器。  

    电流调节用于设置低于该 IOCP 阈值的最大电流阈值。 此 ITRIP 阈值会将电流限制为该值、永远不会达到 IOCP。 如果希望使用电流调节、可以通过以下公式设置它:

    ITRIP 参数取决于外部 VREF 电压和 RIPROPI 电阻以及内部 AIPROPI 电流增益。

    您的设计中是否使用电流调节? VREF 和 RIPROPI 值是多少?

    此致!

    David

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    David、您好!

    感谢您的详细回答。 不幸的是,我不能跟随你的第一点。 按钮中的两个 LED 反并联、因此红色或绿色 LED 会根据电流方向亮起。 该电阻器在两个电流方向上均有效。 因此、我无法理解与电路串联的另一个电阻器应该做什么。 但这也不是我的问题。 如果输出不短路、一切都会正常运行。

    我进行此测试是因为 LED 通过电缆连接到电路板、这里可能会发生短路。 因此、我对模块进行了短路测试、发现它无法按预期工作。

     

    因此,我拍摄了两张新的照片来尝试和描述问题再次.

     

    第一张图片显示了运行情况、其中一切都按预期运行。

    所有电压值和所有电阻值均包含在电路图中。 绿色 LED 亮起、直至输出端发生 I SHORT。 一旦输出短路、电流就会受到限制、并且每隔几 ms 检查一次、看看短路是否仍然存在。 如果短路消失、LED 将再次亮起。 这意味着模块可以承受短路、并且一切都可以正常工作。

     

     

    我还应该说两个 LED 安装在一个 EAO 按钮中-我不知道开关中到底有什么。 因此、我添加了该器件作为原理图。 在24V 电源电压下、红色或绿色 LED 需要有关8mA 的信息。

     

    问题现在出现在第二个屏幕上。 电压发生变化。 这将导致在输入端显示电压。 只要输出端没有短路、红色 LED 就会按需亮起。 如果输出短路、DRV8231A 将被损坏。 在这种情况下、过流保护(根据公式设置为约55mA)和短路电流限制都无法正常工作。 输出端发生短路后、模块本身将被损坏、现在内部发生短路。

     

      

    不幸的是、我在这里卡住了、想知道什么问题是电路可以承受一个方向的短路、但另一个方向不能承受短路。

     

    此致

    Philipp

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    您好、Philipp:

    感谢您的解释。 我将在星期一的实验室中重新创建这个、让你知道我找到了什么。

    此致!

    David

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    您好、Philipp:

    在实验中、我能够重新创建设置并成功地按正向和反向使输出短路。 每次测试后、器件都会恢复正常运行。  

    上面的示波器屏幕截图显示了器件处于反向模式、其中 IN1 = 0 (黄色)、IN2 = 1 (蓝色)、OUT1 (紫色)和从 OUT1到 OUT2短接的输出电流(绿色)。

    上面的示波器屏幕截图显示了器件处于正向模式、其中 IN1 = 1 (黄色)、IN2 = 0 (蓝色)、OUT1 (紫色)和从 OUT1到 OUT2短接的输出电流(绿色)。

    在短路事件中、电流应该会远高于 OCP 和电流调节阈值。 内部有一个 模拟电流限制电路、可限制这些事件中的电流、以免损坏器件。 有关模拟电流限制电路的更多信息、请参阅以下应用手册: 了解电机驱动器的电流额定值(修订版 A) 

    您的测试中是否使用工作台电源提供 VM 电压? 如果是、电流限制是多少?  

    此致!

    David

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    David、您好!

    感谢您提供详细的测量结果。 我想我已经找到了这个问题。 从红色切换到绿色时、我会打开和关闭多个容量以用于直流/直流转换器。
    在红色 LED 亮起的情况下、VCC 引脚上只有200nF 的电容。 切换到绿色时、24V 电源上有一个额外的60µF。 作为测试、我现已将20µF 焊接到 DRV8231A 的 VCC 引脚、因为那样的话、电流限制功能可根据需要工作。
    我用于运行电路的实验室电源最大设置为1A。 但是、目前我不清楚为什么如果我将输入端的电流设置为1A、并且电机驱动器中的 FET 实际上可以切换至高达3.7A、那么电路需要输入端的电容。

    此致

    Philipp

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    您好、Philipp:

    很高兴您发现了这个问题。  大容量电容器用作充电储能器、以在电机电流变化期间保持电源电压稳定。 短路事件会导致电源需要大量能量、这可能会导致出现此问题。 大容量电容可满足初始电流需求、并减轻电源的负担。  

    此致!

    David