ZHCABW3C April   2019  – April 2022 DRV8847 , DRV8873-Q1 , DRV8904-Q1 , DRV8906-Q1 , DRV8908-Q1 , DRV8910-Q1 , DRV8912-Q1

 

  1.   电机驱动器中的开路负载检测
  2.   商标
  3. 1引言
    1. 1.1 负载连接电源
    2. 1.2 负载连接地 (GND)
    3. 1.3 负载连接 H 桥
  4. 2无源开路负载检测
    1. 2.1 电路运行和检测
      1. 2.1.1 H 桥开路
      2. 2.1.2 H 桥短路
      3. 2.1.3 H 桥中连接的负载
    2. 2.2 DRV824x 中的电路运行和检测
  5. 3有源开路负载检测
    1. 3.1 电路运行和检测
  6. 4低电流有源开路负载检测
  7. 5负电流有源开路负载检测
  8. 6总结
  9. 7参考文献
  10. 8修订历史记录

引言

OLD 诊断检测输出端子(OUT1 和 OUT2)是否与负载断开连接,从而满足更安全、更可靠的系统要求。OLD 可以在不同的诊断中完成。下面是一个列表,描述了每项 OLD 诊断以及在哪些电机驱动器中实施了 OLD 诊断:

  • 无源开路负载检测:无源 OLD 也称为离线开路负载诊断,在 FET 运行之前执行。所有 FET 均处于高阻态,同时最小的诊断电流会在短时间内流经负载,以测试负载与 FET 的连接。诊断电流必须非常小,以避免负载旋转。为了使诊断电流流动,用户会向电机驱动器发送一条命令,以启动无源 OLD 并使诊断电流从四个 OLD 电流源流经四个 OLD 电阻器或内部阻断二极管。对于每个半桥中的每个 FET,都有一个 OLD 电流源和电阻器或内部阻断二极管。有刷直流电机集成式驱动器中的无源 OLD 电路实现与步进电机集成式驱动器中的实现类似。在这两种类型的驱动器中,驱动器提供执行无源 OLD 诊断所需的硬件。在低侧集成式驱动器中,要检测是否发生了 OLD 事件,仅需要低侧 OLD 电流源(每个输出一个)。请注意,没有 OLD 电阻器或内部阻断二极管。无源 OLD 集成式驱动器与无刷直流 (BLDC) 电机栅极驱动器的工作方式类似,因为这两种类型的驱动器都使用 OLD 电阻器,而不是 BDC 电机栅极驱动器中使用的内部阻断二极管。BLDC 栅极驱动器中的无源 OLD 取决于负载相位引脚与地之间的电容。此外,并非所有负载连接在 BLDC 栅极驱动器无源 OLD 中都受到支持。有关无源 OLD 集成式驱动器的详细信息,请参阅Topic Link Label2。无源 OLD 可用于以下类型的驱动器:
    • 集成式驱动器
      • 步进电机驱动器
      • 有刷直流电机驱动器
      • 低侧驱动器
    • 栅极驱动器
      • 有刷直流电机驱动器
      • 无刷直流
  • 有源开路负载检测:当驱动负载的 FET 导通时,将执行有源 OLD,也称为在线 OLD。有源 OLD 可确保负载在运行期间连接到驱动器。当负载运行时,流经 FET 的电流会受到监测,以确保连接了负载。有源 OLD 可用于集成式驱动器(如步进驱动器和 BDC 驱动器)以及栅极驱动器(如 BLDC 电机栅极驱动器)。在步进电机集成式驱动器中,如果任何线圈中的绕组电流降至低于开路负载电流阈值 (IOLD) 和分度器设置的电流调节 (ITRIP) 电平,则检测到 OLD 事件。在某些 BDC 电机驱动器中,如果流经负载的电流在连续和 PWM 运行期间降至低于 IOLD,则检测到 OLD 事件。在 DRV8873DRV8873-Q1DRV842x-Q1 器件等其他 BDC 电机驱动器中,有源 OLD 诊断仅通过高侧 FET(异步整流)监测电流再循环的体二极管电压,以检测 OLD 事件。在 BLDC 栅极驱动器中,会对流入高侧或低侧 FET 的体二极管的电流再循环进行监测,以检查负载与驱动器的连接状态。Topic Link Label3介绍了有源 OLD。有源 OLD 可用于以下类型的驱动器:
    • 集成式驱动器
      • 步进电机驱动器
      • 有刷直流电机驱动器
    • 栅极驱动器
      • 无刷直流电机驱动器
  • 低电流有源开路负载检测:在低电流有源 OLD 中,当前 OLD 阈值比有源 OLD 诊断低约 10 倍。这一较小的电流阈值使用户能够灵活地检测较小的电机标称电流。有关低电流有源 OLD 的详细信息,请参阅Topic Link Label4。低电流有源 OLD 可用于以下类型的驱动器:
    • 集成式栅极驱动器
      • 有刷直流电机驱动器
  • 负电流有源开路负载检测:在负电流有源 OLD 中,电流 OLD 阈值为负值。这种有源 OLD 诊断不同,它利用通过再循环 FET(同步整流)的体二极管的再循环电流来检测 OLD 事件。在此诊断中,将监测流入 FET 的电流再循环,以检查负载与驱动器的连接状态。由于它考虑了流经该 FET 的负电流,因此,它可防止在有源 OLD 中看到假 OLD 标志,因为有源 OLD 不考虑负电流。有关此 OLD 诊断的详细信息,请参阅Topic Link Label5。负电流有源 OLD 可用于以下类型的驱动器:
    • 集成式栅极驱动器
      • 有刷直流电机驱动器

OLD 诊断取决于负载与输出端子的连接类型。负载连接可分类为三种配置: