“幻煙”是一個非正式的術(shù)語，用來指由過熱的電子電路和元件產(chǎn)生的腐蝕性煙霧。幾乎每個電氣工程師都說過，——通常發(fā)生在他們忘記調(diào)整電源電壓電平或意外將電壓軌短路到邏輯引腳的時候。

該事件的技術(shù)原因是電氣過應(yīng)力(EOS)。雖然人為失誤是常見的原因，但也有其他可能的原因，比較微妙。EOS通常是在tee2e社區(qū)汽車駕駛員論壇上發(fā)布的一些常見問題背后的原因(包括那些以“我的汽車駕駛員已經(jīng)停止正常工作”、“我的汽車駕駛員損壞”和“我的汽車不再旋轉(zhuǎn)”開始的問題)。下面，作者將簡要說明什么是EOS，并列舉了幾種可能導(dǎo)致電機驅(qū)動系統(tǒng)EOS的常見原因。在下一篇文章中，作者將討論幾種可以幫助您防止電機驅(qū)動系統(tǒng)中EOS的方法。

狀態(tài)方程是當電子設(shè)備受到超過設(shè)備規(guī)定極限的電流或電壓時發(fā)生的熱損傷。熱損傷通常是由EOS事件中產(chǎn)生的過多熱量(電阻器上的大電流)引起的。這種高溫會損壞用于構(gòu)建集成電路的材料，從而導(dǎo)致其運行的破壞或永久改變。

既然知道了EOS是什么，怎么知道規(guī)定的極限是什么？要達到這個目的，你必須仔細查看電子設(shè)備產(chǎn)品規(guī)格中的絕對額定值表(請參考表1，來自DRV8701產(chǎn)品規(guī)格)。絕對額定值超過技術(shù)規(guī)范——，會發(fā)生永久性損壞。在產(chǎn)品規(guī)格中，絕對額定值與推薦工況不同；如果超過了這些推薦工作條件的規(guī)格，設(shè)備可以繼續(xù)運行，但只能在產(chǎn)品規(guī)格中推薦工作條件之外的規(guī)格中運行。違反表1的一個例子是：如果虛擬機電源引腳達到50V……由于電源軌上的瞬態(tài)事件.

表1:絕對額定值表1:DRV8701

那么，電機驅(qū)動系統(tǒng)中EOS的一些常見原因是什么呢？

電源過壓

狀態(tài)方程常見的原因之一是器件電源輸入端的過壓事件。電源過壓可能是由電機再生電能(如前一篇文章所述，見圖1)或系統(tǒng)外部事件(如部件故障)引起的。要了解過壓事件的根本原因，需要在所有可能的內(nèi)部和外部工作條件下監(jiān)控系統(tǒng)電源軌。

圖1:電源過壓瞬變

開關(guān)瞬態(tài)

電機驅(qū)動系統(tǒng)中EOS現(xiàn)象的另一個常見原因是與功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的開關(guān)相關(guān)的電壓瞬變。在理想的半橋開關(guān)系統(tǒng)中，電壓將在VGROUND和VSUPPLY之間交替波動(圖2)。但在現(xiàn)實世界中，功率MOSFET和印刷電路板(PCB)布局中的寄生現(xiàn)象會導(dǎo)致電壓瞬變——，電壓會變得低于VGROUND或高于VSUPPLY(圖3)。

圖2:理想的半橋驅(qū)動器

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圖3：存在寄生現(xiàn)象的半橋驅(qū)動器

MOSFET過流

筆者將提到的后一種EOS事件與功率MOSFET的過流有關(guān)。TI的集成電機驅(qū)動器具有過流和過溫保護功能，可防止過流情況下的EOS。筆者在以前的一篇文章中詳細討論過這些，但對于使用柵極驅(qū)動器（具有外部功率MOSFET）的系統(tǒng)，您必須注意不要違反MOSFET安全工作區(qū)規(guī)定。功率MOSFET產(chǎn)品說明書通常會包含一個安全工作區(qū)（SOA）曲線圖（如圖4所示）。功率MOSFET中電流過大將終導(dǎo)致該器件或其封裝的熱損壞。

圖4：CSD18540Q5B安全工作區(qū)

在下一篇文章中，筆者將討論一些可防止電機驅(qū)動系統(tǒng)里出現(xiàn)EOS現(xiàn)象的常用解決方案。這些解決方案的涵蓋范圍從外部保護組件到簡單的設(shè)計注意事項。如果您希望筆者解決與EOS相關(guān)的特定問題，請在下邊發(fā)表意見或在TI E2E社區(qū)電機驅(qū)動器論壇提問。

其它資源：

閱讀本系列（專門針對電機驅(qū)動器論壇上常見的問題）中的其它博客。

您在尋求其它可防止EOS事件的建議吧？那么請在這段“Engineer It”視頻中找到小貼士。