[参考译文] LM5105：下降沿的传播延迟在低占空比时发生变化

您好 Erik、

感谢您提供额外的视频、这确实表明死区时间看起来是保持不变的。

这些示波器图是否仅在驱动器和控制器仅在低电压、无动力总成高电压输入的情况下运行？ 情况就像这样。 似乎脉宽略有变化、传播延迟变化发生在远高于 HO 最小输出脉冲的地方。

您能确认几个可能有所帮助的事项。 确认 RDT 电阻器靠近用短走线长度连接的 IC。 确认 VDD 电容器和自举电容器靠近 IC 且走线长度较短。

死区时间保持在接近500ns 的相当高的值、因此我很好奇轻微的时序变化是如何导致动力传动系统出现问题的。 控制环路中是否存在 一个控制点、该控制点因特定 PWM 输入上的脉宽漂移而变得复杂？ 还是这会导致动力总成时序问题？

此致、

嘿 Richard、感谢所有快速回答。

您的欢迎。  我们认为该视频也清楚地展示了这一点。

这些示波器图是否仅在驱动器和控制器仅在低电压、无动力总成高电压输入的情况下运行？

• 电压标度可能会使问题变得困惑？  您是说 IN 信号电平与 HO 和 LO 信号电平不同吗？  在范围上、它们具有不同的等级。  中的是我们的设计中的3.3V 信号、如示波器所示、而 HO/LO 是12V 信号、如示波器所示。 对 VDD 和 HB 施加+12V 电压。  我不确定这是否是您提出的问题、因此请告诉我、如果您的问题没有得到解答。
• 对于本实验、即示波器视频、我们断开了 FET、因此芯片不必驱动任何东西、即可向我们证明它完全与驱动器相关。  当 HO/LO 连接到它们通常会驱动的 FET 时、问题完全重现。

似乎脉宽略有变化、传播延迟变化发生在远高于 HO 最小输出脉冲的地方。

• 我们无法根据数据表规格对 HO 或 LO 的"最小脉冲"进行分类。  我们可以根据驱动占空比的方式来查看电路中的内容、但我们想知道这里是否缺少规格。   

确认 RDT 电阻器靠近用短走线长度连接的 IC。

• RDT 距离引脚6大约0.1英寸、并通过一条0.03英寸的短迹线和过孔连接到接地端。

确认 VDD 电容器和自举电容器靠近 IC 且走线长度较短。

• 自举和 VDD 电容在引脚1和引脚2的0.1英寸范围内。

死区时间保持在接近500ns 的相当高的值、因此我很好奇轻微的时序变化是如何导致动力传动系统出现问题的。 控制环路中是否存在 一个控制点、该控制点因特定 PWM 输入上的脉宽漂移而变得复杂？

• 是的、这会使无负载运行时的低占空比控制环路复杂化。   

我们的驱动电路实际上完美地实现了数据表测试电路、如第6页的6.6开关特性表所述。  我们实际上不会使用自举、而只是驱动2个低侧 FET。  请参见随附的图像。  我们已针对到目前为止制作的示波器视频分离了电阻器和二极管栅极驱动器组件。

您好 Erik、

您确认了我的问题。 在第一个问题上、我只是想知道示波器图是否仅是驱动器而不是驱动动力总成、您已经确认了这一点。

在第二个问题上、我指的是随着输入宽度的增加而最初出现的 HO 脉冲宽度。 当 HO 开始切换时、时序变化看起来不会超过该值。

感谢您确认组件的紧密放置、并且您将驱动器仅用作两个低侧驱动器、而不是半桥配置。

我查看了器件供货情况、但没有可用的 LM5105。 接收需要3-5天时间、因此在下周 周二至周三之前、我无法测试实际电路。

根据 您在应用中需要/需要的最小输入脉冲宽度、我确实有一些尝试。 在控制器运行时、您的最小脉冲宽度是否远低于 LM5101的响应时间？ LM5105在脉宽为~460ns 时启动 HO 操作。 即使驾驶员和动力总成不响应、控制信号的 IN 输入是否远低于460ns、这也可能导致一些可能的控制问题。

您能否尝试将 RDT 电阻器降至~68K、从而提供~400ns 的死区时间、请确认这在动力传动系统中是否正常、但这仍然是一个保守(长)的死区时间。 通过此更改确认 LM5105的开关和时序、并查看行为是否相似。 在这种情况下、我希望 HO 响应的 IN 脉冲会更短。

同时、如果我们在 LM5105器件到达时未解决您的问题、我将在可用时对其进行测试。

此致、

Richard、

我们期待您的测试进展如何！

我们将在明天尝试您的想法、并在此回复结果。

感谢您的耐心等待、快速响应。

-Erik

Erik、

当您有机会尝试更改时、请随时更新我的信息。

此致、

Richard、

这是一个新视频。  我们已根据您的要求将 RDT 更改为68.1kr。

根据我们对您请求的变化的分析、传播延迟的变化似乎始终以 HO 周期的死区时间结束/开始为基准、或仅以 HO 的上升沿为基准。

-Erik H.

e2e.ti.com/.../IMG_5F00_3416.mp4

Richard、

我们已经执行了一个额外的实验。

我们决定调制使能引脚以实现 PWM 并保持 IN 时钟恒定、而不是更改中的占空比、因为侧注还允许我们为 HO A LO 运行独立的占空比、但这是一个单独的主题。  

结果：

在调制使能时、一切都是一样的、但我们获得了非互补 HO 和 LO 输出的优势。

2.如果我们调制使能引脚与 IN 时钟信号的上升沿同相、则问题完全重复。  下面的视频中没有显示这一点、只是您知道的字印。

作为一个实验、我们将使能脉冲相移、以在所有死区时间结束后发生、从而可能获得有关传播延迟变化的一些见解。  在下面的视频中、您可以查看右上角的"光标框"、并看到光标 A 处于656.8ns、因此死区时间后为150ns、光标在28ns 后为28ns。  我们相信28ns 能够准确地显示启用传播延迟。

**我们相信，本实验的结果显示 HO 下降沿 传播 延迟与 HO 的上升沿物理连接，并且不会随着我们在死区时间过期后对使能脉冲进行相移而改变。   

e2e.ti.com/.../Enable_5F00_After_5F00_DT.mp4

您好 Erik、

感谢您的更新。

从您的评论中、有一点不太清楚。 当您保持 IN 引脚为高电平并使用使能引脚控制 PW 时、您是否获得所需的栅极驱动器响应？ 听起来您认为非互补 LO 和 HO 是一个好处。 但是、这  种解决 方案是否适合您、并且不存在引起关注的脉宽漂移、这一点尚不清楚。

我下周获取材料时仍需要查看器件、但看起来可能存在与输入脉冲宽度超过死区时间以及传播延迟相关的时序漂移。

我想、当大多数应用的工作频率为125kHz 时、死区时间可能会设置得更短。 或者、如果使用较长的死区时间、则可能会在脉冲宽度相对较长的电机驱动等低频应用中使用。  我认为在这些情况下、可能不会遇到这种计时变化。

此致、  

Richard、

当您保持 IN 引脚为高电平并使用使能引脚控制 PW 时、您是否获得所需的栅极驱动器响应？

• 不、我们不会、当我们使用此替代控制方案时、问题完全重现。

听起来您认为非互补 LO 和 HO 是一个好处。

• 是的、这是一个好处、我们之所以使用它、是因为我们此时被要求不要更改电路板、因此这对我们来说很有用。

但是、这  种解决 方案是否适合您、并且不存在引起关注的脉宽漂移、这一点尚不清楚。

• 这仍然具有脉宽漂移。  

当输入脉冲宽度超过死区时间以及可能的传播延迟时、看起来可能存在时序漂移。

• 正如我们在上一篇文章中所述、我们认为最后一个实验的结果显示 HO 下降沿 传播 延迟与 HO 的上升沿物理连接、并且在我们对使能脉冲进行相移时不会改变、使能脉冲在死区时间过期后发生。  那么、观看视频、您将看到：
  • 通道4是 EN、通道1是 IN、而通道3是 HO
  • IN 变为高电平、则有400ns 的死区时间、然后我们在将 EN 置为高电平之前再等待256ns、问题仍然出现。  在示波器上、您将看到从 IN 变为高电平到 HO 变为高电平的656ns 延迟、我们通过调制 EN 引脚来实现这一点。

我想、当大多数应用的工作频率为125kHz 时、死区时间可能会设置得更短。

• 根据我们之前更改至新 RDT 的实验、我们认为死区时间对发生的问题没有任何影响。  在 HO 或 LO 变为高电平后、它将始终在相同的时间内发生。

或者、如果使用较长的死区时间、则可能会在脉冲宽度相对较长的电机驱动等低频应用中使用。

• 到目前为止、误差将始终出现在我们的实验中、但如果您只需要大占空比、那么您将不会关心它。

 我认为在这些情况下、可能不会遇到这种计时变化。

• 我对你在这里的评论感到困惑。  我们确信、当我们根据您的要求更改死区时间电阻器时、显示结果的视频清楚地证明、您不能通过更改死区时间来破坏传播延迟。  不知怎么说，我们开始误解了。  请重新阅读前两篇文章并观看视频、然后告诉我们您是希望我们重新演示内容还是进行其他实验。   

您好 Erik、

我想确认、保持高电平和循环 EN 是否提供了更好的结果、您确认情况并非如此。 我将查看下周何时推出这些器件。

此致、

您好 Erik、

部件和板的使用时间比一般的要长、我到周五还没有收到。 我将在明天去办公室时确认。

另一个建议是确定适合动力总成的最短死区时间、并将 LM5105设置为该死区时间设置、并确认驱动器输入端是否存在更小的传播延迟漂移以及脉宽的增大。

此致、

Richard、

感谢您的想法。  我们已经尝试过短至100ns 的死区时间、但 PWM 变化仍然在上升沿之后不久发生。

-Erik

Richard、

感谢您的努力。  我们本来希望有一个修复、但完全理解没有。  我们将尝试设计中的其他器件。  感谢你能抽出时间。

-Erik