基于 DRV8300DI 的电机驱动器 IC

1.前言

最近新项目做电机控制， 选择了DRV8300DI 的电机驱动器 IC。

准备驱动直流无刷BLDC 电机 器件功能框图如下图所示

2.遇到的问题

（1）输入PWM频率应该是多少，应该是50Khz还是20Khz

（2）在提供 PWM 作为 DRV 输入的同时，我们是否应该为其添加任何死区时间

（3）是否有任何关于输入到 DRV 的输入 PWM 时序与电机反电动势相关的应用说明

（4）换向后看不到反电动势，可能是什么原因？

按照开关控制顺序如下表

发现问题：

没有正确遵循梯形换向的状态表。 在每相的 HS-on 和 LS-on 之间，应该有一个 Hi-Z 状态。 

上图的波形显示，在处于高侧状态的两种状态之后e， 相电压会立即进入低端导通状态，  而不会经历 Hi-Z状态（高和低 FET 均关闭）。

可能的原因是控制代码出错，检查控制时序后解决问题。

3.DRV8300DI使用心得

（1）使用 50 kHz 还是 20 kHz 的输入 PWM 频率 可以根据项目的应用需求进行选择。 该器件可以支持 0-200 kHz 的 PWM 频率

（2）该器件 (DRV8300DI) 上的死区时间固定为 200ns。 可以通过 MCU 更改此值，但是必须保证器件有一定的死区时间。

如下图：

4. PWM控制经验

PWM 的频率应在考虑所有权衡并选择考虑所有这些权衡的频率后选择。 4.1 要考虑的第一个折衷是电流纹波

当应用具有特定占空比的 PWM 信号时， 电机驱动器将在 PWM 导通期间向电机线圈提供电压， 然后在剩余时间内移除该电压，直到 PWM 信号变为再次高，过程重复。

因为电机的线圈是电感性的，电感器抵抗电流的瞬时变化， 所以当线圈上施加电压时，通过电机的电流将开始增加， 当 PWM 信号变低时， 通过电机的电流将根据电机的电感和电阻随时间逐渐减小。

如果 PWM 频率很高，则电感中的电流衰减时间不会太长， 从而产生更恒定的电流（更小的电流纹波）。

为了帮助计算设计所需的 PWM 频率，您需要知道系统中允许的最小电流纹波量是多少。 如果您希望电流在 4A 峰值 (Ipeak) 左右运行，并且您愿意容忍的最大电流纹波量为 100mA (Iripple)，那么您需要选择足够高的 PWM 频率，以便电流纹波不会不超过 100mA。

使用电机的线对线电感 (L) 和电阻 (R)，您可以使用以下等式进行计算： 如果您希望电流在 4A 峰值 (Ipeak) 左右运行， 并且您愿意容忍的最大电流纹波量为 100mA (Iripple)， 那么您需要选择足够高的 PWM 频率， 以便电流纹波不会不超过 100mA。使用电机的线对线电感 (L) 和电阻 (R)，可以使用以下公式进行计算：

如果希望电流在 4A 峰值 (Ipeak) 左右运行， 并且愿意容忍的最大电流纹波量为 100mA (Iripple)， 那么需要选择足够高的 PWM 频率， 以便电流纹波不会不超过 100mA。 使用电机的线对线电感 (L) 和电阻 (R)， 可以使用以下等式进行计算：

4.2 尽管较高的 PWM 频率会导致较小的电流纹波

但还需要考虑另一个折衷，因为 PWM 的频率越高， 发生的开关损耗就越多，因为 MOSFET 的开关频率更高。 这将导致更高的功率损耗。  4.3 另一件要考虑的事情是可听范围从大约 20Hz 到大约 20kHz

因此，如果 PWM 频率落在该范围内，则可能需要考虑一些噪声权衡。

5.芯片推荐布局