DRV8305: 控制电机出现噪音问题

我使用一个开源项目的F28069M评估板+8305的方案来控制电机，固件也是他们提供的，电机运行很柔顺，也无噪音，该项目是：open-dynamic-robot-initiative.github.io

该项目后面使用F28069M芯片加上8305，设计了一块集成的PCB电路板，叫Micro driver,目前是V2版本。

我根据电路图委托PCB贴片厂商生产出来以后，同样的固件和算法，电机会发出尖锐的噪音，以及十分卡顿，下面是电机出问题的视频

(function(id)
{
var v = document.getElementById(id);var op = v.style.position, ol = v.style.left, or = v.style.right, fe = [];
var nodeLimit = 50;
checkVideo = function() {
if (!v.canPlayType || v.error) {
var bound = 0;
while (v.childNodes.length > 0 && bound < nodeLimit) {
bound++;
if (v.childNodes[0].nodeName != 'SOURCE') {
v.parentNode.insertBefore(v.childNodes[0], v);
}
}
v.parentNode.removeChild(v);
} else if (v.readyState == 0) {
window.setTimeout(checkVideo, 249);
}
},
checkVideoRendered = function() {
if (v.networkState == 1 && v.readyState == 4) {
v.style.position = op;
v.style.left = ol;
v.style.right = or;
for (var i = 0; i < fe.length; i++) {
fe[i].parentNode.removeChild(fe[i]);
}
} else {
window.setTimeout(checkVideoRendered, 249);
}
}
if (navigator.userAgent.indexOf('iPad') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPhone') == -1 && navigator.userAgent.indexOf('iPod') == -1) {
window.setTimeout(checkVideo, 249);
}
})('v_d26e572b104f4025864ac354fb7817ef');

我通过SPI读取8305的状态回来，初步判断可能是8305报了nFault问题，下面是读取回来的8305的寄存器2的数值

PCB板子的电路图如下：

microDriver_v2.zip

目前我不确定是否是nFault问题，以及如果是nFault问题，怎么确定是什么引起的，以及怎么解决。

Cooper White：

如果需要更多的信息，告诉我需要哪些信息

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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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Cooper White：

非常感谢，我一直在线，需要哪方面的信息，可以随时告诉我

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Cooper White：

3号寄存器的PVDD_UVLO2置位了，不知道这个信息对定位问题有没有帮助

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Cherry Zhou：

您好，

Cooper White 说：我根据电路图委托PCB贴片厂商生产出来以后，同样的固件和算法，电机会发出尖锐的噪音，以及十分卡顿，下面是电机出问题的视频

请问是无传感器应用还是电机霍尔传感器应用？ 电机好像没有正确换向。 此外能麻烦您把原理图以pdf的格式再提供下吗？十分感谢！

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Cherry Zhou：

您好，

从原理图看没什么问题。 可能是上面提到的换向问题。

关于寄存器我们注意到，某些相位上存在 PVDD 欠压和 VDS 过流。 请问为驱动器施加的电压是多少？

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Cherry Zhou：

您好，

Cooper White 说：3号寄存器的PVDD_UVLO2置位了，不知道这个信息对定位问题有没有帮助

问题应该是由此导致的。这意味着驱动器输出被拉低，导致电机停止旋转。

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Cooper White：

您好，感谢您的回复。

我想问一下，是否可以向贵公司申请工程师到现场支援？地点是深圳。

如果可以，费用是多少

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Cooper White：

我们对于硬件方面的问题定位和修复能力很弱，可能无法单靠自己解决这个问题。

这个PCB设计板因为是开源项目，也有很多外国的项目组在用。

如果贵司能有工程师可以到现场支援就十分感谢，费用可以按照贵司要求来。

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Cooper White：

驱动器输出被拉低，可能是由什么原因引起的？

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Cherry Zhou：

抱歉由于您的问题我们需要求助国外的工程师，目前在论坛只能提供线上支持，如您需要线下支持建议您联系相关地区的FAE询问具体事项。

Cooper White 说：驱动器输出被拉低，可能是由什么原因引起的？

我们向工程师确认下哈。

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Annie Liu：

我注意到您的 PVDD 电压过低，导致输出被拉低。您提供的 PVDD 是什么，它在运行过程中会掉落吗？

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Cooper White：

PVDD给的电压是24V。

我在审查PCB贴片的参数时，发现有个问题：

PCB设计时要求的内层铜厚是35um，但是贴片时，因为参数设置的错误，内存铜厚变成了18um。这个是否可能是引起该问题的原因？

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Cooper White：

我在审查PCB贴片的参数时，发现有个问题：

PCB设计时要求的内层铜厚是35um，但是贴片时，因为参数设置的错误，内存铜厚变成了18um。这个是否可能是引起该问题的原因？

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Cherry Zhou：

我们来跟进给工程师看下哈。

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Cherry Zhou：

您好，

根本原因应该是 FET 上的过流：高侧 C +低侧 B +低侧 A。这些 FET 具有高电流，驱动器会检测到这一点。 由于 FET 连接到 PVDD 电源、因此 FET 高电流将 PVDD 拉低至4.4V (最小阈值)并触发 PVDD_UVLO2。

因此建议您检查电机为什么会拉高电流：

1.减少输入 PWM 占空比。 根据视频，我们猜测在电机启动期间应该会出现吱吱声噪音。 请问是无传感器还是霍尔传感器换向？

2. V2版本电路板是否具有 EVM 电路板上使用的相同 FET？ 使用具有更高内部电阻的不同 FET 可能会导致更高的 VDS 压降，从而导致驱动器错误地检测 FET 高电流。

Cooper White 说：PCB设计时要求的内层铜厚是35um，但是贴片时，因为参数设置的错误，内存铜厚变成了18um。这个是否可能是引起该问题的原因？

铜厚度不一样可能会是一个原因，但是应该不会是根本原因。

如以上所述，有可能出现 PVDD UVLO，因为 MOSFET 可能会遇到击穿情况。

FET 是否短路/烧断？

您使用的是什么 Idrive 设置？ 如果 IDRIVE 非常高，建议尝试降低该值。

根据原理图来看，这是无传感器 FOC？

建议测量 GHx、SHx、PVDD 和 Nfault。 

还请您提供以上信息，这样我们的工程师才好帮助您判断。

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Cooper White：

是无传感器 FOC.

使用示波器测量，得到如下的峰值：GHA：36VSHA：25V~26V

GHB：3.6VSHB：2.5V~2.6V

GHC：3.8V~3.9VSHC：2.5V~2.6V

测量DRV8305芯片的41号引脚：PVDD: 3.4~3.5V

测量DRV8305芯片的8号引脚：Nfault: <38mV

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Cooper White：

测量了4块板子，数据都差不多

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Cherry Zhou：

好的我们跟进给工程师看下，应该会在假期后给到您相关答复。

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Cherry Zhou：

您好，

FET 有没有短路？ 原理图中 VDD 的值是多少？

建议您按照以下步骤操作，看看是否可以避免击穿，因为这似乎是导致 PVDD 下降的原因：

验证：

1. 波形：

检查 GHx 和 GLx 是否同时导通。
检查 VDS 波形以确认上升/下降时间。
检查同相的 INHx 和 INLx，来查看是否同时发送输入(如果deadtime可以补偿)。

2. 损坏：

检查 MOSFET 的漏源极之间是否存在短路。
检查栅极驱动器输出或 MOSFET 上是否有明显的烧坏。

3. 调试：

栅极电流：检查所使用的 IDRIVE 设置是否过高。 IDRIVE 决定栅极压摆开/关的速度(请参阅下图)。 您可以降低 IDRIVE 或添加栅极电阻器，以减小栅极电流并增加上升/下降时间。 我们通常建议使用100ns 的上升/下降时间、以实现快速开关并避免大多数振铃/EMI。

 Trise/fall = QGD / ISource/Sink

deadtime：根据换向模式，将插入自动死区时间(一个 MOSFET 关断和另一个导通之间的时间)以防止交叉传导。 但是我们建议用户增加死区时间，以减少两个 MOSFET 同时开关的可能性。
过多地增加上升/下降时间会增加 MOSFET 中的热损耗，而过多地减少上升/下降时间会增加击穿或 EMI 问题的机会。 根据您的应用和系统需求，在过快和过慢之间找到平衡非常重要。
MOSFET QGD：如果 MOSFET QGD 太小，则可能会根据上面的公式导致快速上升/下降时间。
Resources:

Understanding Smart Gate Drive
Selecting the Best IDRIVE setting and Why this is Essential

Cooper White 说：是无传感器 FOC.

对于无传感器电机来说，驱动器需要通过执行Align或 IPD 模式来查找初始转子位置。 从您给出的视频来看，并不能明显的看到这种情况，因为电机只是在没有明确定义的初始对齐的情况下逆时针旋转。

您是否可以确认下？