ZHCUBV9A May   2023  – April 2024 DRV8213 , DRV8214 , DRV8234

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2.   说明
  3.   开始使用
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1评估模块概述
    1. 1.1 引言
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 规格
    4. 1.4 器件信息
  8. 2硬件
    1. 2.1 接头和测试点信息
    2. 2.2 连接器信息
    3. 2.3 指示灯 LED
    4. 2.4 硬件设置
  9. 3软件
    1. 3.1 软件设置
    2. 3.2 Web GUI 访问或本地 GUI 安装
    3. 3.3 将 EVM 连接到 GUI
    4. 3.4 GUI 概述
    5. 3.5 DRV8213EVM
    6. 3.6 DRV8214EVM、DRV8215EVM、DRV8234EVM 和 DRV8235EVM
      1. 3.6.1 快速入门
      2. 3.6.2 仪表板
      3. 3.6.3 寄存器映射
    7. 3.7 脚本编写窗口
  10. 4硬件设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 PCB 布局
    3. 4.3 物料清单 (BOM)
  11. 5其他信息
    1. 5.1 商标
  12. 6修订历史记录

快速入门

GUID-20240318-SS0I-BFQX-WGNJ-HCSJQ3DRGXRW-low.png图 3-8 Quick Start 页面 - 纹波计数设置

Quick Start 页面提供了一个使用电机调整器件参数的三步过程。这适用于所有四个 EVM(而不仅是 DRV8213),甚至适用于不具有 RC_OUT 的 DRV8215/DRV8235。所有四个器件要遵循的步骤相同。

步骤 1 - 电机电阻和电流

  1. 在第一个框中输入电机电阻。如果电机数据表中没有给出电阻数据,点击 How to measure motor resistance,了解确定电机电阻的几种方法。
  2. 电机电阻倒数范围 (INV_R_SCALE) 和电机电阻倒数的建议值 会自动更新。使用相应的下拉列表和输入框将这些建议值应用于器件寄存器。这些值接近建议值之后,警告就会消失。
  3. 为电机选择适当的 CS GAIN SEL(仅限 DRV8214/DRV8215)。这会调整 IPROPI 的输出,并有助于实现高精度。DRV8234/DRV8235 的 CS GAIN SEL 使用单个设定值,因此在这些 GUI 型号中禁用此下拉菜单。

步骤 2 - 纹波频率

  1. 使用驱动器控制面板在无负载的情况下以 100% 占空比开始旋转电机。在剩余调优步骤中电机必须旋转。
  2. 将示波器或逻辑分析仪连接到 EVM 上的 IPROPI 测试点,或在电机引线周围夹持电流探头。
  3. 捕获至少 50 毫秒的电流波形。计算峰数,如图 4-9 所示。在 Number of Ripples Manually Calculated 框中输入峰数,然后将捕获时间(例如,50ms)输入 Count Duration 框。TI 建议对给定电机至少计数 20 个纹波。
    GUID-20240318-SS0I-T4D3-PRDM-TJ7NLLDZM7C7-low.png图 3-9 电气纹波速度测量
  4. Mean Current Ripple Frequency 框会自动更新,以便将此纹波计数转换为 Hz 和 rad/s。rad/s 框中显示的值是在步骤 3 中调整器件以进行测量和匹配的值。请注意,这是电气速度,而不是机械速度。机械电机 RPM 可以通过以下公式计算:
    方程式 1. R i p p l e   S p e e d   × 60 ( #   o f   c o m m u t a t o r   s e g m e n t s   × 2   × π )

步骤 3 - 参数调优

步骤 3 中的纹波速度( rad/s) 框显示了电机驱动器上次检测到的纹波速度值。步骤 3 的目标是调整 KMC、KMC_SCALE 和纹波速度范围,直至器件检测到的纹波速度与步骤 2 中的目标纹波频率相匹配。当检测到的速度在目标速度的 2*Ripple_Speed_Scale 范围内时,会出现一个绿色复选框。

左侧的建议值 会根据器件纹波速度框自动更新,按照数据表中列出的步骤调整这些参数以匹配目标纹波频率。点击 UPDATE>> 按钮会自动将所有建议值应用于器件寄存器。或者,用户可以使用下拉选项和输入框来手动调整这些值。

  1. 在电机旋转的情况下,点击 UPDATE>> 按钮将建议的值应用到寄存器。
  2. 等待几秒钟,让步骤 3 中检测到的纹波速度更新,如果纹波速度不匹配,则再次按 Update 按钮。
  3. 重复步骤 2,直至持续显示绿色复选框,这表示检测到的纹波速度与目标速度非常接近。
    1. 发生溢出会导致此算法卡在 KMC_SCALE 参数为 24 * 213 处。如果发生这种情况,请使用 KMC SCALE 下拉列表来选择 24 * 212 或 24 * 29
    2. 计算纹波速度标度可得出速度标度的电机转速的最大分辨率。但是,如果目标速度非常接近该标度的最大纹波速度(255 * 纹波速度标度。例如,255 * 16 = 4080),则用户需要将纹波速度标度增加到下一个值。
    3. KMC 值越大,检测到的纹波速度越低,反之亦然。因此,如果目标速度为 3000rad/s,器件在给定的 KMC_SCALE 下读出 4000rad/s,则要尝试增大 KMC。
  4. 如果自动更新方法对电机不起作用,请手动调整 KMC 和 KMC_SCALE。
    1. 从最低 KMC_SCALE 值开始,将 KMC 设置为 255。如果检测到的纹波频率低于目标纹波频率,则转到下一个 KMC_SCALE 并重复该过程,直至检测到的频率高于目标纹波频率。此时,选择上一个 KMC_SCALE(例如,如果使用 KMC_SCALE=24*212 时纹波频率高于目标纹波频率,则选择 KV_SCALE=24*29)。然后,将 KMC 值从 255 开始降低,直至 RC_OUT 频率与当前纹波频率匹配。下图显示了正确调优参数的 RC_OUT 和电流纹波波形。RC_OUT 和电流纹波频率大致相同。只要频率处于可接受的裕度内,两个信号的频率变化就会存在细微差异。

KMC 和 KMC_SCALE 可能有两种组合适用于给定的电机。在这种情况下,请选择具有较大 KMC 值的组合,这样可实现更佳的跟踪分辨率。例如,如果组合 [24*28 和 KMC=82] 或 [24*29 和 KMC=168] 都适用,则选择第二个选项,因为这个选项中的 KMC 更大。

GUID-20230811-SS0I-NGB1-DSRS-5PHZH0GVN1GZ-low.png图 3-10 参数调优后的 IPROPI 和 RC_OUT 波形
GUID-20240318-SS0I-WXGZ-2PXJ-VFKXNPGP1PPC-low.png图 3-11 Quick Start 页面 - 速度/电压调节设置

步骤 1 - 调节类型

REG_CTRL 下拉列表可将 REG_CTRL 寄存器更改为所选条目。请注意,仅当禁用输出时才能选择此选项,因此在更改这些设置之前,请将右上角的“Enable Outputs”开关切换为关闭。

步骤 2 - 调节目标

如果处于速度/电压调节状态,请使用 Target Speed 和 Target Voltage 框输入调节模式的目标参数。用户可以按 Set Max 按钮将其设置为最大值。

步骤 3 - 软启动/停止

使用软启动/停止切换开关启用或禁用此功能。在输入框中输入软启动或软停止的持续时间(以毫秒为单位)。这会更新 TINRUSH 寄存器。

步骤 4 - 高级 - PI 参数

如果需要,可使用此框来调整 KP、KP_DIV、KI 和 KI_DIV 参数。很少需要调整这些值,但器件在与电机一起作为控制回路的一部分运行时,器件会微调这些值。在一般情况下,TI 不建议更改这些设置。