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DRV8323: 关于DRV8323H内置电流放大器的配置

Part Number:DRV8323

基于ti的drv8323h技术手册,本人开发了一款无刷电机驱动器,采用芯片内置的三路电流放大器对低侧采样电阻进行采样放大,但在测试过程中,发现自己将驱动的CAL引脚绑定在了DVDD,根据数据手册,芯片此时应该在自动校准程序内无法退出,故将连接线割断并连接至GND处,此时通过芯片的三个运算放大器输出引脚能够采集到三相交流电压,但如图所示仅有一相的电流为标准的正弦波形,其他两相电流均为下半周期有能分辨的正弦波形,但上半周期却被直接削去。

在后续对软件进行不断测试,发现adc中断采集算法并无异常,由此怀疑是硬件电路问题。本人有以下疑问

1.这样的电流采样曲线是否为drv8323内部运算放大器有部分损坏,但在出现如上情况后,本人更换了一块新的drv8323h芯片却仍是这样的问题,这种情况可能是什么原因所导致的,是否为布线问题,本人采样电路如下所示,棕色线为连接采样电阻和驱动器SPx引脚的连线,SNx引脚通过过孔与GND相连,驱动器电路板为四层设计,每层都铺上了网络为GND的铜,单片机adc采集处连接了一个rc低通滤波器用于滤除噪声,SPx输入处并联了一个2.2nf的电容

2.CAL引脚可控制驱动器执行自动校准程序,使用时是否是将其接入单片机的gpio引脚,上电时将其拉高以便执行自动校准,在一段时间后拉低使其关闭自动校准程序

3.芯片内部的ldo稳压器输出的DVDD电流是否可以满足硬件配置端口、运算放大器的VERF参考电压端口以及nFAULT处接入上拉电阻和指示led的配置、驱动电流需求

希望能对以上疑问做出解答,万分感谢。

Cherry Zhou:

您好,我们已收到您的问题并升级到英文论坛寻求帮助,如有答复将尽快回复您。谢谢!

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Cherry Zhou:

您好,

请问您是在哪里在获得以上波形的?是在 ADC 的输出端吗?
您能否使用电流探头来捕获相电流然后分享下?

suyi 说:2.CAL引脚可控制驱动器执行自动校准程序,使用时是否是将其接入单片机的gpio引脚,上电时将其拉高以便执行自动校准,在一段时间后拉低使其关闭自动校准程序

CAL 引脚不需要连接到 MCU GPIO(尽管这是我们推荐的方法)。 如果您可以找到另一种方法将 CAL 引脚拉为高电平,然后在校准完成后(校准需要100ns),将该引脚拉为低电平,同理也是行得通的。

suyi 说:3.芯片内部的ldo稳压器输出的DVDD电流是否可以满足硬件配置端口、运算放大器的VERF参考电压端口以及nFAULT处接入上拉电阻和指示led的配置、驱动电流需求

DVDD 可提供高达30mA 的电流,为 VREF 引脚、硬件配置引脚以及 nFault 上拉电阻器和 LED 供电,应该都不会有问题。 

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suyi:

您好,感谢回复。

1.我使用foc算法中的SVPWM的计算函数输出svpwm来开环强行拖拽直流无刷电机旋转,并在ADC中断内对DRV8323H运算放大器的输出端口进行采样,并通过USART以500000波特率向上位机发送,获得了以上波形

2.抱歉手边并没有能够使用的电流探头,不过使用电压探头测量运算放大器输出端获得了以下波形

adc中断频率为24Khz,与pwm频率一致

3.使用的无刷电机为航模电机,使用示波器测量其用手旋转时的反电动势为正弦波

4.由于PCB设计有误,CAL引脚连线被我刮断并与GND短接,所以后续测试时均为执行自动校准程序,是否是因为这个原因导致MCU采集到的波形失真,但其仍有一相电流波形是正常的

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Cherry Zhou:

我们跟进给工程师看下哈,应该会在下周工作日给到您答复。

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Cherry Zhou:

您好,

能否分享下用示波器探测 SOx 引脚、GLx 引脚和 SHx 引脚并在低侧捕获的10个方波?还有SOx 引脚的缩小版捕获? 

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suyi:

你好!感谢回复,电流采样的问题已经解决,应该是开环旋转电机时电流并不为标准正弦波形,闭环之后电流采样波形很好。

但是目前遇到了新的问题:

在之前测试板使用drv8323h实现了我所需要的功能,所以我绘制了新的使用的驱动pcb,原理图与之前测试时的基本一致,但是在新的pcb测试过程中,遇到了问题。在6pwm输入模式时,无论是10khz的pwm还是24khz的pwm,在输入高侧驱动pwm占空比很小的时候,drv8323能够正常的驱动三相逆变全桥,但是一旦占空比大于10%左右,drv8323就停止驱动全桥,并且nFALUT引脚被拉低,故障led亮起,排查了程序和硬件,并没有发现问题,程序已经缩减成仅为输出固定占空比的三个互补的pwm,硬件上将VDS引脚通过0欧电阻接入到DVDD以关闭过流监测功能,并且将驱动电流设置调低至260/520ma挡位,但并未解决问题,通过对之前测试版与新版pcb的各个引脚的测试,发现如下问题:

1.在输入占空比很低能够驱动逆变电路时,捕获了MOS管高侧和低侧栅极的驱动波形,发现有个很大的过冲波形,但测试板的栅极波形就是很正常的方波,将驱动电流设小之后,过冲小了一些,但仍存在

  此为测试板的高侧栅极驱动波形

 此为故障pcb的能够驱动时的栅极驱动波形,黄色的为高侧mos栅极驱动波形,绿色为低侧mos栅极驱动波形

2.对CPL和CPH引脚进行测量,发现正常情况下该引脚上波形频率为输入pwm频率的2倍以上,但故障pcb该引脚上的波形却达不到输入pwm频率的2倍以上

 此为正常驱动时CPL引脚上的波形,频率为50khz左右,此时输入的pwm频率为24khz

 此为DEV8323故障灯亮起时CPL引脚上的波形,频率约为16khz左右,此时输入pwm频率为10khz

经过几天不断测试,仍未找到在大于10%占空比驱动时故障灯亮起的原因,且故障灯亮起后,所有高侧mos被打开,低侧mos被关闭,但手册上似乎说明在故障时,drv8323会关闭所有mos管。同时发现使用的电荷泵储能电容应为1uf 16v的mlcc,但我使用的是10v耐压的mlcc,发现问题后我将其更换为手头上有的50v耐压10uf的mlcc,请问电荷泵储能电容过大会有影响吗,在更换后故障仍未解除。请问可能是什么原因导致drv8323无法正常使用,因为测试时并未接入电机,所以猜测不可能触发了过流保护,输入电压为14.9v,也应该不是欠压保护。会是pcb布局问题吗。drv8323的GLX,GHX,SHX如下图所示,右侧为板载的驱动mcu,引出六路pwm与drv8323相连,并且将enable与cal引脚连接至mcu的gpio,在程序初始化时便将enable拉高了。

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Cherry Zhou:

您好,新的问题还请您重新创建一个新的帖子,这样方便工程师来跟进。

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