特征

•適合汽車應用

•AEC-Q100符合以下結果：

–設備溫度等級1:TA=–40oC至125oC

–設備HBM ESD等級H2

–設備CDM ESD分級C4

•低RDS（on）輸出（0.83ΩHS+LS典型值）

•低功耗睡眠模式

•支持100%PWM

•8–38 V工作電源電壓范圍

•熱增強表面貼裝組件

•可配置過電流限制

•保護功能

–VBB欠壓鎖定（UVLO）

–過電流保護（OCP）

–電源短路保護

–對地短路保護

–過熱警告（OTW）

–超溫停機（OTS）

–引腳上顯示的過電流和過熱故障條件（nFAULT）

應用

•汽車車身系統(tǒng)

•門鎖

•HVAC致動器

•壓電警報

說明

DRV8801-Q1提供了一個全H橋驅動的通用電源驅動解決方案。該裝置可以驅動一個有刷直流電機或步進電機的一個繞組，以及其他裝置，如螺線管。一個簡單的相/使能接口可以方便地連接到控制器電路。

輸出級使用配置為½-H橋的N溝道功率mosfet。DRV8801-Q1的峰值輸出電流高達±2.8A，工作電壓高達38V。內部電荷泵產生所需的柵極驅動電壓。

提供了一種低功耗休眠模式，該模式關閉內部電路以實現(xiàn)非常低的靜態(tài)電流消耗。此睡眠模式可使用專用nSLEEP引腳設置。

提供內部保護功能：欠壓閉鎖、過流保護、對電源短路保護、對地短路保護、超溫報警、超溫停機。過電流（包括對地短路和對電源短路）和過熱故障條件通過nFAULT引腳指示。

DRV8801-Q1封裝在16針QFN封裝中，帶有外露的散熱墊，提供增強的散熱效果。

設備信息

（1）、有關所有可用的軟件包，請參閱數(shù)據(jù)表末尾的醫(yī)囑內容附錄。

簡化示意圖

典型特征

詳細說明

概述

DRV8801-Q1是一種用于有刷直流電機的集成電機驅動器解決方案。該裝置集成了DMOS H橋和電流檢測和保護電路。該器件可以用8到38V的電源電壓供電，并且能夠提供高達2.8A峰值的輸出電流。

一個簡單的相位使能接口允許控制電機的速度和方向。

系統(tǒng)控制器提供分流放大器輸出，用于精確測量電流。VPROPI引腳輸出的電壓是感應引腳電壓的5倍。

包括低功耗休眠模式，允許系統(tǒng)在不驅動電機時節(jié)省電力。

功能框圖

特性描述

電力主管

當DRV8801-Q1設備不使用時，控制輸入nSLEEP用于最小化功耗。nSLEEP輸入禁用了許多內部電路，包括內部電壓軌和電荷泵。nSLEEP被斷言為邏輯低。此輸入引腳上的邏輯高導致正常操作。當從低切換到高時，用戶應在應用PWM信號之前允許1毫秒的延遲。充油泵需要這段時間才能穩(wěn)定下來。

橋梁控制

表1顯示了DRV8801-Q1的邏輯：

為了防止快速衰減同步整流過程中的電流反向，當電流接近0 A時，輸出將進入高阻抗狀態(tài)。

上述邏輯表中每個狀態(tài)的電流路徑如圖6所示。

模式1

輸入模式1用于在快速衰減模式和慢速衰減模式之間切換。邏輯高使設備處于慢衰減模式。

模式2

模式2用于選擇在慢衰變再循環(huán)期間使用哪一組驅動器（高壓側與低壓側）。只有當模式1被斷言為高時，模式2才有意義。模式2的邏輯高電平通過高壓側驅動器進行電流再循環(huán)。邏輯低電平通過低壓側驅動器進行電流再循環(huán)。

同步整流快速衰減

這種衰變模式相當于驅動場效應晶體管（圖6中的2）對面的場效應晶體管（FET）發(fā)生相變。在快速衰減時，不允許電機電流為負，因為這會導致方向改變。相反，當電流接近零時，驅動器就會關閉。有關計算功率的公式，請參見功耗部分。

同步整流慢衰減（制動模式）

在慢衰減模式下，低壓側和高壓側驅動器都會打開，允許電流通過H橋和負載的低壓側和高壓側主體二極管循環(huán)（圖6中的3和4）。有關計算高側和低側慢衰變功率的公式，請參見功耗部分。

充電泵

電荷泵用于產生高于VBB的電源，以驅動源端DMOS門。CP1和CP2之間應連接一個0.1-μF陶瓷單片電容器，以便于泵送。在VCP和VBB之間連接一個0.1μF的陶瓷單片電容器，作為儲能器來運行高側DMOS器件。

感官

低值電阻器可放置在感測引腳和接地之間，用于電流感應。為了使感測輸出電流電平時的接地痕跡IR降最小，電流感應電阻器應該有一個獨立的接地回路連接到星形接地點。這個軌跡應該盡可能短。對于低值感測電阻，PCB中的IR下降可能非常顯著，應予以考慮。

要設置手動過電流跳閘閾值，在檢測引腳和GND之間放置一個電阻器。當感應引腳上升到500毫伏以上時，H橋輸出被禁用（hi-Z）。設備自動重試一段時間t（OCP）。

過電流跳閘閾值可使用方程式1計算。

選擇的過電流跳閘等級不能大于I（OCP）。

VPROPI

VPROPI輸出約等于感應引腳上電壓的五倍。VPROPI只有在有一個電阻器連接到檢測管腳時才有意義。如果感應管腳接地，VPROPI測量0 V。還要注意，在慢衰減（制動）過程中，VPROPI測量值為0 V。VPROPI可輸出最大2.5 V，因為在500 mV的感應電壓下，H橋被禁用。

保護電路

DRV8801-Q1設備可完全防止VBB欠壓、過電流和過熱事件。

VBB欠壓鎖定（UVLO）

如果在任何時候VBB引腳上的電壓低于欠壓鎖定閾值電壓，則Hbridge中的所有FET都將被禁用，電荷泵也將被禁用。nFAULT引腳不報告UVLO故障情況，并保持hi-Z。當VBB上升到UVLO閾值以上時，操作恢復。

過流保護（OCP）

監(jiān)控流經高壓側和低壓側驅動器的電流，以確保電機導線沒有對電源或接地短路。如果檢測到短路，H橋中的所有FET將被禁用，nFAULT被驅動為低電平，并且t（OCP）故障計時器啟動。在這段時間t（OCP）之后，允許設備遵循輸入命令，并嘗試另一個開啟（在此嘗試期間nFAULT釋放）。如果仍有故障，則循環(huán)重復。如果t（OCP）失效后短路狀態(tài)不存在，則恢復正常運行并解除nFAULT。

超溫警告（OTW）

如果模具溫度升高超過熱警告閾值，則nFAULT引腳驅動低。當模具溫度降至滯后水平以下時，nFAULT引腳被釋放。如果模具溫度繼續(xù)升高，設備將進入超溫關機（OTS）部分所述的過熱關機。

超溫停機（OTS）

如果模具溫度超過熱關機溫度，則H橋中的所有FET將被禁用，電荷泵將關閉。在此故障情況下，nFAULT引腳保持拉低狀態(tài)。當模具溫度降至滯后閾值以下時，操作自動恢復。

熱關機（TSD）

芯片上集成了兩個模具溫度監(jiān)測器。當模具溫度上升到最大值時，在160°C時會觸發(fā)一個熱警告信號。此故障會導致nFAULT low（低故障），但不會禁用芯片的操作。如果模具溫度進一步升高至約175°C，全橋輸出將被禁用，直到內部溫度降至低于15°C的滯后。

設備功能模式

除非nSLEEP引腳邏輯低，否則DRV8801-Q1設備處于活動狀態(tài)。在休眠模式下，電荷泵被禁用，H橋場效應晶體管被禁用hi-Z。如果nSLEEP邏輯高，DRV8801-Q1設備將自動退出休眠模式。

應用與實施

注意

以下應用章節(jié)中的信息不是TI組件規(guī)范的一部分，TI不保證其準確性或完整性。TI的客戶負責確定組件的適用性。客戶應驗證和測試其設計實現(xiàn)，以確認系統(tǒng)功能。

申請信息

DRV8801-Q1設備用于中壓有刷直流電機控制應用。

典型應用

設計要求

對于本設計示例，使用表3中列出的參數(shù)作為輸入?yún)?shù)。

詳細設計程序

電機電壓

使用的電機電壓取決于所選電機的額定值和所需的轉速。更高的電壓使刷直流電機的旋轉速度更快，同樣的脈寬調制占空比應用于功率場效應晶體管。更高的電壓也會增加通過感應電動機繞組的電流變化率。

功耗

DRV8801-Q1的功耗是RMS電機電流和每個輸出的FET電阻（RDS（ON））的函數(shù)。

在本例中，環(huán)境溫度為35℃，結溫達到65℃。在65℃時，RDS（ON）之和約為1Ω。如果電機電流為0.8 A，以熱量形式耗散的功率將為0.8 A2x 1Ω=0.64 W。

DRV8801-Q1達到的溫度取決于對空氣和PCB的熱阻。重要的是要將設備熱墊焊接到PCB接地板上，并在頂部和底部板層上通孔，以將熱量散失到PCB中并降低設備溫度。在這里使用的示例中，DRV8801-Q1的有效熱阻RθJA為47°C/W，并且：

電機電流跳閘點

當引腳感應電壓超過VTRIP（0.5 V）時，檢測到過電流。RSENSE電阻器的大小應能設置所需的ITRIP電平。

將ITRIP設置為2.5 A，RSENSE=0.5 V/2.5 A=0.2Ω。

為防止誤跳閘，ITRIP必須高于正常工作電流。啟動過程中的電機電流通常比穩(wěn)態(tài)旋轉大得多，因為初始負載轉矩更高，并且沒有反電動勢會導致電機繞組上產生更高的電壓和額外的電流。

通過在DRV8801-Q1輸出上使用串聯(lián)電感器來限制啟動電流是有益的，因為這樣可以降低ITRIP，并可能降低系統(tǒng)所需的體積電容。啟動電流也可以通過增加正向驅動占空比來限制。

感測電阻選擇

為了獲得最佳性能，感測電阻器必須：

•表面安裝

•低電感

•額定功率足夠高

•靠近電機驅動器

驅動電流

這個電流路徑是通過高側源DMOS驅動器，電機繞組，和低側下沉DMOS驅動器。功耗I2R在一個源和一個接收器DMOS驅動器中損失，如等式5所示。

應用曲線

電源建議

本體電容

具有合適的局部體積電容是電機驅動系統(tǒng)設計的一個重要因素。一般來說，有更多的體積電容是有益的，但缺點是成本和物理尺寸增加。

所需的本地電容量取決于多種因素，包括：

•電機系統(tǒng)所需的最高電流。

•電源的電容及其提供電流的能力。

•電源和電機系統(tǒng)之間的寄生電感量。

•可接受的電壓紋波。

•使用的電機類型（有刷直流、無刷直流、步進電機）。

•電機制動方法。

電源和電機驅動系統(tǒng)之間的電感會限制電源電流的變化率。如果局部大容量電容太小，系統(tǒng)將對過大的電流需求作出響應，或者隨著電壓的變化而從電機中卸載。當使用足夠的大容量電容時，電機電壓保持穩(wěn)定，并能快速提供大電流。

數(shù)據(jù)表通常提供建議值，但需要進行系統(tǒng)級測試以確定適當尺寸的大容量電容器。

布局

布局指南

•印刷電路板（PCB）應使用重型接地板。為了獲得最佳的電氣和熱性能，DRV8801-Q1必須直接焊接到電路板上。在DRV8801Q1的下面是一個熱墊，它提供了增強散熱的路徑。熱焊盤應直接焊接到PCB的外露表面上。熱通孔用于將熱量傳遞到PCB的其他層。

•負載電源引腳VBB應與電解電容器（通常為100μF）和陶瓷電容器（0.1μF）并聯(lián)，盡可能靠近設備。

•VCP和VBB之間以及CP1和CP2之間的陶瓷電容器（0.1μF）應盡可能靠近設備。

•感測電阻應盡可能靠近檢測引腳和接地回路，以盡量減少寄生電感。

布局示例

　　安芯科創(chuàng)是一家國內芯片代理和國外品牌分銷的綜合服務商,公司提供芯片ic選型、藍牙WIFI模組、進口芯片替換國產降成本等解決方案,可承接項目開發(fā),以及元器件一站式采購服務,類型有運放芯片、電源芯片、MO芯片、藍牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關于元器件價格請咨詢在線客服黃經理：15382911663）

　　代理分銷品牌有：ADI_亞德諾半導體/ALTBRA_阿爾特拉/BARROT_百瑞互聯(lián)/BORN_伯恩半導體/BROADCHIP_廣芯電子/COREBAI_芯佰微/DK_東科半導體/HDSC_華大半導體/holychip_芯圣/HUATECH_華泰/INFINEON_英飛凌/INTEL_英特爾/ISSI/LATTICE_萊迪思/maplesemi_美浦森/MICROCHIP_微芯/MS_瑞盟/NATION_國民技術/NEXPERIA_安世半導體/NXP_恩智浦/Panasonic_松下電器/RENESAS_瑞莎/SAMSUNG_三星/ST_意法半導體/TD_TECHCODE美國泰德半導體/TI_德州儀器/VISHAY_威世/XILINX_賽靈思/芯唐微電子等等

免責聲明：部分圖文來源網(wǎng)絡，文章內容僅供參考，不構成投資建議，若內容有誤或涉及侵權可聯(lián)系刪除。