一个让客户惊呼救急的BLDC电机驱动案例

前言：

本周一下午两点半，某客户突然在群里发出3张无感BLDC驱动失败波形图后就@飞刀哥惊呼：救急！本期飞刀哥就来分享整个救急过程。

1.客户项目背景

经过了解，该项目目前已进入小批量试制阶段。在前期开发过程中，测试启动失败概率大概在2/1000左右。对无感BLDC驱动来说，这种失败概率算很低了，是可以接受的。

小批试制完毕，目前测试的这款机器的启动失败概率变为2/10左右，这概率就吓人了，彻头彻尾的启动失败。此情此景，好比虽然米已成炊，但却是夹生饭。所以，客户急了，喊救急也在情理之中。

2. 三张BLDC驱动失败波形图分析

图1

从图1可以明显看出，在刚开始启动时，波形混乱，出现明显失步的现象。虽然最后电机也正常转动起来，但也不能掩盖开始启动参数存在问题。

图2

从图2可以明显看出，通道2和通道1恒定导通一段时间就停机了，说明触发了堵转保护。依然说明启动参数存在问题。

图3

图三就比较奇怪了。咋一看，也是触发了堵转保护。但仔细一看，为什么三个通道持续一段时间都是恒定为高？也就是，三路MOS上管恒定导通，下管恒定关闭。持续一段时间后就停机，触发堵转，合理；但是，三路MOS上管导通下管关闭，不合理。在正常梯形波驱动电机过程中，上下管只会交替导通（刹车例外）。

以上3张驱动失败波形图说明：

启动参数肯定存在问题
还存在一个不明原因的问题

3. 救急过程的来龙去脉

经了解，客户目前使用10K PWM强推或叫强拖又或叫升压升频方式启动。

首先，请客户发出当前驱动参数，截图如下:

图4

过零点检查电压为35%。明显是不合理的，理论值为50%
过零点确认次数为4个PWM。对于10K PWM而言，时间太长

飞刀哥第一次调整参数，截图如下：

图5

过零点检查电压调整为45%
过零点确认次数调整为2个PWM
强推导通时间最大值改为15ms

客户第一次修改参数后，仍然启动失败，测试波形如下：

图6

从波形看，第一次导通时间很明显不是15ms(一大格为10ms)。程序没按设置的参数运行。为什么？头大了！

当我提出这个问题后，请客户反复确认源码无误后，客户冒了一句：我估计IPM硬件自己保护了。原来，客户没使用MOS也没使用IGBT，而是使用的IPM（自带各种保护）。这就能合理解释前文所提“三路上管恒定导通，下管恒定关闭”的现象了。这其实就是IPM模块检查到大电流后，通过打开上管并关闭下管的方式自我保护了。

既然如此，说明目前参数的启动电流已经超过IPM的保护阀值。因此，需要减小启动电流。

飞刀哥第二次调整参数，截图如下：

图7

过零点检查电压从45%调整到55%
PWM最小占空比从12%改到8%;PWM最大占空比从20%改到15%
强推导通时间最大值从15ms改为10ms

客户第二次修改参数后，启动成功，测试波形如下：

图8

从波形看，第一次导通时间为10ms(一大格为10ms)。程序已按设置的参数运行。

经客户反复测试，15:57客户反馈BLDC已可正常启动，样机已拉进实验室反复试验中。至此，救急完毕！收工！

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