此示例涵蓋了一個(gè)假設(shè)，并使用大功率設(shè)計(jì)原理來(lái)改進(jìn)大功率電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。請(qǐng)注意，此示例用于說(shuō)明如何利用該過(guò)程，應(yīng)用手冊(cè)的其余部分解釋了選擇最終實(shí)際使用的過(guò)程所依據(jù)的理論。

考慮以下示例：

• 在使用 DRV835x 以 20A 運(yùn)行的 48V 系統(tǒng)中，系統(tǒng)按預(yù)期工作
• 將電流增加到 30A 的目標(biāo)電流時(shí)，系統(tǒng)會(huì)持續(xù)受損
• 所有電流電平超過(guò) 30A 的系統(tǒng)都會(huì)發(fā)生這種情況

檢查給定內(nèi)容，系統(tǒng)存在根本問(wèn)題。在這種情況下，故障排除的下一步必須是驗(yàn)證柵極驅(qū)動(dòng)電路的功能。

在完成故障排除步驟后，可以發(fā)現(xiàn)：

• 僅在嘗試切換低側(cè)并查看標(biāo)準(zhǔn)后才施加 nFAULT 信號(hào)，低側(cè)發(fā)生 VGS 故障，這意味著在切換輸入低側(cè)柵極信號(hào)后，柵極電壓沒(méi)有上升到預(yù)期電壓
• 使用 DMM，對(duì)低側(cè)柵極到源極進(jìn)行的阻抗測(cè)試結(jié)果顯示為幾個(gè)歐姆，這表明發(fā)生了短路和損壞
• 損壞主要發(fā)生在單個(gè)相位上，但其他一些相位已受到損壞，具體取決于所測(cè)試的系統(tǒng)

柵極到源極之間的短路似乎表明問(wèn)題出在電壓電感尖峰上，因?yàn)榭赡芤呀?jīng)超過(guò)絕對(duì)最大限值。在較低電流電平下沒(méi)有發(fā)生損壞進(jìn)一步支持了這一觀點(diǎn)。此外，如果損壞主要發(fā)生在單個(gè)相位，這表明可能存在布局未優(yōu)化，并且可能正是這一點(diǎn)導(dǎo)致了問(wèn)題發(fā)生。

目標(biāo)是降低電壓尖峰：

• 通過(guò)降低 IDRIVE 來(lái)限制尖峰，這降低了柵極驅(qū)動(dòng)灌電流和拉電流。
  • 這使系統(tǒng)能夠耐受 30A 電流，但由此產(chǎn)生的 VDS 信號(hào)和柵極的上升和下降時(shí)間對(duì)于應(yīng)用來(lái)說(shuō)太長(zhǎng)了。如果上升和下降時(shí)間可以接受，那么問(wèn)題到這里就解決了。

• 通過(guò)在 20A 的低側(cè)柵極和源極電壓上使用示波器探頭，波形顯示低側(cè)源上存在負(fù)電壓尖峰，該尖峰接近但不超過(guò) DRV835x 100-V 三相智能柵極驅(qū)動(dòng)器 數(shù)據(jù)表中定義的絕對(duì)最大限值。

  • 這便產(chǎn)生了以下假設(shè)：這些尖峰會(huì)隨著電流的增加而變得更糟，最終會(huì)超過(guò)絕對(duì)最大額定值

有一些指標(biāo)表明低側(cè)源極和柵極的負(fù)尖峰是問(wèn)題所在，可以采用以下幾種解決方案進(jìn)行處理：

• 將高側(cè)源添加到低側(cè)電容器
• 添加?xùn)艠O至 GND 二極管
• 增加大容量電容
• 分析受到損壞的相位周圍的布局并對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，特別是 GND 和檢測(cè)電阻路徑

評(píng)估哪種解決方案能夠解決問(wèn)題。為避免重新設(shè)計(jì)電路板，最佳做法是查看物料清單的變化或填充先前已取消填充的元件。

• 存在高側(cè)漏極到低側(cè)源極電容器的位置，但未填充，因此添加電容器即可解決問(wèn)題，而無(wú)需重新設(shè)計(jì)，同時(shí)也不會(huì)降低柵極驅(qū)動(dòng)電流。

本應(yīng)用手冊(cè)將此過(guò)程拆分為開(kāi)發(fā)故障排除指南、外部電路庫(kù)、TI 驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品特性或布局技術(shù)，以應(yīng)對(duì)更大功率系統(tǒng)的易失性。