ZHCAED6 August   2024 DRV8316 , DRV8317

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2功率损耗和性能预期
  6. 3实验室数据和分析
    1. 3.1 电流输出、Rds(on) 和 PWM 频率
    2. 3.2 压摆率和器件
    3. 3.3 时间热分析
    4. 3.4 PCB 设计
  7. 4热设计建议
  8. 5总结
  9. 6参考资料

压摆率和器件

器件输出相位上的电压开关压摆率也会影响开关损耗对系统整体功率损耗的贡献。预期是在给定恒定电流输出和 PWM 频率的情况下,与更慢的压摆率相比,更快的压摆率可以减少开关损耗并降低器件的运行温度。表 3-2 展示了这种情况。请注意,在所有测试中电压大约为 17.414V 至 17.416V,电机在带载时进行特征分析,并在达到大约 3A RMS 的目标输出电流后 2 分钟测量封装温度。

表 3-2 DRV8316 结果:在提高压摆率时具有固定 PWM
PWM 频率

(kHz)

输出电流 RMS (A) 压摆率

(V/μs)

封装温度(°C,DRV8316)
20 3.00 25 108

20

2.95 50 82.4

20

2.98 125 68.6

20

2.95 200 66.2
表 3-3 DRV8317 结果:在提高压摆率时具有固定 PWM
PWM 频率

(kHz)

输出电流 RMS (A) 压摆率

(V/μs)

封装温度(°C,DRV8317)
20 1.98 25 112.3

20

1.98 50 85.5

20

1.98 125 70.4

20

1.98 200 65.5

上述实验中使用了无传感器磁场定向控制 (FOC) 来驱动电机。正如预期的那样,随着压摆率的增加,器件封装的温度降低。然而,虽然更高的压摆率可能会进一步降低开关损耗,但设计人员还必须注意可能会出现其他问题。高压摆率会通过 dV/dt 耦合导致不必要的半桥击穿事件,并通过开关期间的节点振铃导致 EMI 性能下降。在选择适合应用的压摆率时,还必须考虑所有这些缺点。

此外,请查看 DRV8316 与 DRV8317 的性能比较。DRV8316 的 Rds(on) 值低于 DRV8317,因此我们预计 DRV8316 具有更低的导通损耗。虽然以上实验中显示 DRV8316 在大约 3A RMS 的条件下运行,而 DRV8317 在大约 2A RMS 的条件下运行,但 DRV8316 在每个压摆率下的运行温度都更低,200V/μs 除外(不过,该差异可归因于测量误差)。尽管电流输出存在显著的差异,但具有更小 Rds(on) 的驱动器的运行温度比替代器件要低,因此体现了导通损耗对器件整体温度的影响程度。但请注意,这两款器件用于不同的应用。在比较两款器件的热性能时,设计人员需要考虑具有相似工作功率和建议最终用途的电机驱动器。因此,DRV8316 被设计用于功率稍高于 8317 的应用。