特征

•6-V至60-V工作電源電壓范圍

•1.7 A源極和2.3 A陷波柵驅(qū)動(dòng)電流能力

•用于減少電磁干擾的轉(zhuǎn)換速率控制

•具有100%占空比支持的引導(dǎo)門(mén)驅(qū)動(dòng)器

•6或3個(gè)PWM輸入模式

•增益和偏移可調(diào)的雙集成電流分流放大器

•3.3V和5V接口支持

•SPI接口

•保護(hù)功能：

–可編程死區(qū)控制（DTC）

–可編程過(guò)電流保護(hù)（OCP）

–PVDD和GVDD欠壓鎖定（UVLO）

–GVDD過(guò)壓鎖定（OVLO）

–超溫警告/停機(jī)（OTW/OTS）

–通過(guò)nFAULT、nOCTW和SPI寄存器報(bào)告

應(yīng)用

•三相無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)和永磁同步電動(dòng)機(jī)

•CPAP和泵

•電動(dòng)自行車(chē)

•電動(dòng)工具

•機(jī)器人和鋼筋混凝土玩具

•工業(yè)自動(dòng)化

說(shuō)明

DRV8303是一種用于三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的門(mén)驅(qū)動(dòng)器IC。它提供三個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器，每一個(gè)都能驅(qū)動(dòng)兩個(gè)N溝道m(xù)osfet。它支持高達(dá)1.7A電源和2.3A峰值電流能力。DRV8303可以在6-V到60-V的大范圍單電源供電的情況下工作。它使用帶涓流充電電路的自舉門(mén)驅(qū)動(dòng)器架構(gòu)，以支持100%的占空比。DRV8303在高側(cè)或低側(cè)MOSFET切換時(shí)使用自動(dòng)握手來(lái)防止電流擊穿。高、低壓側(cè)mosfet的集成VDS傳感用于保護(hù)外部功率級(jí)免受過(guò)電流條件的影響。

DRV8303包括兩個(gè)電流分流放大器，用于精確的電流測(cè)量。放大器支持雙向電流感應(yīng)，并提供和可調(diào)輸出偏移高達(dá)3伏。

SPI接口提供了詳細(xì)的故障報(bào)告和靈活的參數(shù)設(shè)置，如電流分流放大器的增益選項(xiàng)和門(mén)驅(qū)動(dòng)器的轉(zhuǎn)換速率控制。

設(shè)備信息

（1）、有關(guān)所有可用的軟件包，請(qǐng)參閱數(shù)據(jù)表末尾的訂購(gòu)附錄。

簡(jiǎn)化示意圖

典型特征

詳細(xì)說(shuō)明

概述

DRV8303是一款用于三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用的6-V至60-V柵極驅(qū)動(dòng)IC。該器件通過(guò)集成三個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器和兩個(gè)電流分流放大器來(lái)減少外部元件的數(shù)量。DRV8303提供過(guò)電流、過(guò)溫和欠壓保護(hù)。除SPI寄存器外，故障狀態(tài)還通過(guò)nFAULT和nOCTW引腳指示。

可調(diào)死區(qū)控制和峰值柵極驅(qū)動(dòng)電流允許微調(diào)外部mosfet的開(kāi)關(guān)。內(nèi)部握手用于防止通電。

外部mosfet的VDS傳感允許DRV8303檢測(cè)過(guò)電流狀況并做出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。單個(gè)MOSFET過(guò)電流情況通過(guò)SPI狀態(tài)寄存器報(bào)告。

功能框圖

特性描述

以下各節(jié)介紹了DRV8303的特性：

三相門(mén)驅(qū)動(dòng)器

半橋驅(qū)動(dòng)器使用帶涓流充電泵的引導(dǎo)配置來(lái)支持100%的占空比操作。每個(gè)半橋被配置成驅(qū)動(dòng)兩個(gè)N溝道m(xù)osfet，一個(gè)用于高壓側(cè)，一個(gè)用于低壓側(cè)。半橋驅(qū)動(dòng)器可組合用于驅(qū)動(dòng)三相電機(jī)，也可單獨(dú)用于驅(qū)動(dòng)其他各種負(fù)載。

峰值柵極驅(qū)動(dòng)電流和內(nèi)部死區(qū)時(shí)間可調(diào)，以適應(yīng)各種外部mosfet和應(yīng)用。峰值柵極驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)寄存器設(shè)置進(jìn)行設(shè)置，死區(qū)時(shí)間通過(guò)DTC引腳上的外部電阻器進(jìn)行調(diào)整。將故障診斷碼針腳短路至接地將提供最短的死區(qū)時(shí)間（50 ns）。在開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換過(guò)程中，高壓側(cè)和低壓側(cè)mosfet之間有一個(gè)內(nèi)部的握手，以防止電流擊穿。

三相柵極驅(qū)動(dòng)器可提供高達(dá)30毫安的平均柵極驅(qū)動(dòng)電流。當(dāng)MOSFET Qg=25nc時(shí)，這將支持高達(dá)200khz的開(kāi)關(guān)頻率。

每個(gè)MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)器都有一個(gè)VDS感測(cè)電路，用于過(guò)電流保護(hù)。當(dāng)MOSFET啟動(dòng)時(shí)，檢測(cè)電路測(cè)量從漏極到外部MOSFET源的電壓。將該電壓與編程的觸發(fā)點(diǎn)進(jìn)行比較，以確定是否發(fā)生過(guò)電流事件。高側(cè)感位于PVDD1和SH U X引腳之間。低端感測(cè)器位于SH_X和SL_X引腳之間。確保這些線路與外部mosfet的差分低阻抗連接將有助于提供精確的VDS傳感。

DRV8303允許通過(guò)寄存器設(shè)置進(jìn)行6-PWM和3-PWM控制。

電流分流放大器

DRV8303包括兩個(gè)高性能電流分流放大器，以精確的低側(cè)，在線電流測(cè)量。

電流分流放大器通過(guò)SPI寄存器有4個(gè)可編程增益設(shè)置。它們是10、20、40和80 V/V。

它們提供高達(dá)3V的輸出偏移，以支持雙向電流感應(yīng)。偏移設(shè)置為參考引腳（REF）上電壓的一半。

為了最小化直流偏移和溫度漂移，可通過(guò)直流校準(zhǔn)引腳或SPI寄存器提供校準(zhǔn)方法。當(dāng)啟用直流校準(zhǔn)時(shí)，裝置將使電流分流放大器的輸入短路并斷開(kāi)負(fù)載。直流校準(zhǔn)可以在任何時(shí)候進(jìn)行，甚至在MOSFET開(kāi)關(guān)期間，因?yàn)樨?fù)載是斷開(kāi)的。為了獲得最佳結(jié)果，在無(wú)負(fù)載的情況下，在關(guān)閉期間執(zhí)行直流校準(zhǔn)，以減少對(duì)放大器的潛在噪聲影響。

電流分流放大器的輸出可計(jì)算為：

其中：

•VREF是參考電壓（參考引腳）

•G是放大器的增益（10、20、40或80 V/V）

•SNX和SPx是通道x的輸入。SPx應(yīng)連接到感應(yīng)電阻器的接地側(cè)，以實(shí)現(xiàn)嵌套共模抑制。

圖6顯示了電流放大器的簡(jiǎn)化框圖。

保護(hù)特性

DRV8303提供了廣泛的保護(hù)功能和故障狀態(tài)報(bào)告。DRV8303具有IC的欠壓和過(guò)熱保護(hù)。它也有過(guò)流和欠壓保護(hù)MOSFET功率級(jí)。在故障關(guān)閉條件下，所有的門(mén)驅(qū)動(dòng)器輸出將保持低，以確保外部mosfet處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。

功率級(jí)保護(hù)

DRV8303為MOSFET功率級(jí)提供過(guò)流和欠壓保護(hù)。在故障關(guān)閉條件下，所有門(mén)驅(qū)動(dòng)器輸出將保持低，以確保外部FET處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。

過(guò)電流保護(hù)（OCP）和報(bào)告

為了保護(hù)功率級(jí)不受過(guò)大電流的損壞，在DRV8303中實(shí)現(xiàn)了VDS傳感電路。基于外部mosfet的RDS（on）和最大允許id，可以確定一個(gè)電壓閾值，以便在超過(guò)時(shí)觸發(fā)過(guò)流保護(hù)功能。電壓閾值通過(guò)SPI寄存器編程。過(guò)電流保護(hù)應(yīng)僅作為保護(hù)方案使用；不應(yīng)作為精確的電流調(diào)節(jié)方案。對(duì)于VDS跳閘點(diǎn)，各通道之間的公差可高達(dá)20%。

當(dāng)MOSFET啟動(dòng)時(shí)，VDS檢測(cè)電路測(cè)量從漏極到外部MOSFET源的電壓。高側(cè)感位于PVDD和SH U X引腳之間。低端感測(cè)器位于SH_X和SL_X引腳之間。確保這些線路與外部mosfet的差分低阻抗連接將有助于提供精確的VDS傳感。

有四種不同的過(guò)電流模式（OC峎u模式），可通過(guò)SPI寄存器進(jìn)行設(shè)置。OC狀態(tài)位在鎖存模式下工作。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)電流情況時(shí)，相應(yīng)的OC狀態(tài)位將鎖存在DRV8303寄存器中，直到故障復(fù)位。

1.限流模式：在電流限制模式下，設(shè)備在過(guò)電流事件期間使用電流限制而不是設(shè)備關(guān)閉。在此模式下，設(shè)備通過(guò)nOCTW引腳報(bào)告過(guò)電流事件。nOCTW引腳將在最長(zhǎng)64μs時(shí)間段（內(nèi)部定時(shí)器）或直到下一個(gè)PWM周期保持低電平。如果另一個(gè)MOSFET觸發(fā)了另一個(gè)過(guò)電流事件，在之前的過(guò)電流事件中，報(bào)告將繼續(xù)進(jìn)行64μs的另一個(gè)周期（內(nèi)部計(jì)時(shí)器將重新啟動(dòng)），或直到兩個(gè)PWM信號(hào)循環(huán)。對(duì)于檢測(cè)到過(guò)電流的MOSFET，將斷言相關(guān)的狀態(tài)位。限流模式下有兩個(gè)電流控制設(shè)置。它們?cè)赟PI寄存器中按一位設(shè)置。默認(rèn)模式為循環(huán)循環(huán)（CBC）。

–循環(huán)模式（CBC）：在CBC模式下，檢測(cè)到過(guò)電流的MOSFET將關(guān)閉，直到下一個(gè)PWM周期。

–關(guān)閉時(shí)間控制模式：在關(guān)閉時(shí)間模式下，檢測(cè)到過(guò)電流的MOSFET在64μs時(shí)間段內(nèi)被禁用（由內(nèi)部計(jì)時(shí)器設(shè)置）。如果在另一個(gè)MOSFET中檢測(cè)到過(guò)電流，定時(shí)器將在另一個(gè)64μs的時(shí)間段內(nèi)復(fù)位，并且兩個(gè)MOSFET將在這段時(shí)間內(nèi)被禁用。在此期間，特定MOSFET的正常工作可以通過(guò)相應(yīng)的PWM周期恢復(fù)。

2.OC閂鎖關(guān)閉模式：當(dāng)發(fā)生過(guò)電流事件時(shí)，相應(yīng)半橋中的高壓側(cè)和低壓側(cè)MOSFET都將被禁用。檢測(cè)到過(guò)電流的MOSFET的nFAULT引腳、nFAULT status位和OC status位將鎖定，直到通過(guò)柵極復(fù)位位或快速EN_柵極復(fù)位脈沖將故障復(fù)位。

3.僅報(bào)告模式：當(dāng)發(fā)生過(guò)電流事件時(shí)，在此模式下不會(huì)采取任何保護(hù)措施。過(guò)電流事件將通過(guò)nOCTW引腳（64μs脈沖）和SPI狀態(tài)寄存器報(bào)告。外部MCU應(yīng)根據(jù)其自身的控制算法采取行動(dòng)。

4.OC禁用模式：設(shè)備將忽略并不報(bào)告所有過(guò)電流檢測(cè)。

欠壓保護(hù)（UVLO）

為了在啟動(dòng)、關(guān)閉和其他可能的欠壓條件下保護(hù)功率輸出級(jí)，DRV8303通過(guò)在PVDD或GVDD低于其欠壓閾值（PVDD_-UV/gVD_-UV）時(shí)驅(qū)動(dòng)?xùn)艠O驅(qū)動(dòng)輸出（GH_X、GL_X）來(lái)提供欠壓保護(hù)。這將使外部mosfet處于高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)設(shè)備處于PVDD_-UV中時(shí)，它不會(huì)響應(yīng)SPI命令，SPI寄存器將恢復(fù)為其默認(rèn)設(shè)置。

從13到15μs的特定PVDD欠壓瞬態(tài)斷電可能會(huì)導(dǎo)致DRV8303對(duì)外部輸入無(wú)響應(yīng)，直到整個(gè)電源循環(huán)。瞬態(tài)條件包括PVDD大于PVDD_UV電平，然后PVDD下降到PVDD_UV電平以下，持續(xù)特定時(shí)間13到15μs。

小于或大于13至15μs的瞬態(tài)不會(huì)影響欠壓保護(hù)的正常工作。額外的體積電容可以添加到PVDD中，以減少欠壓瞬態(tài)。

過(guò)電壓保護(hù)（GVDD_-OV）

如果GVDD電壓超過(guò)GVDD_OV閾值，設(shè)備將關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)器和電荷泵，以防止與GVDD引腳或電荷泵相關(guān)的潛在問(wèn)題（例如，外部GVDD蓋或電荷泵短路）。該故障為閉鎖故障，只能通過(guò)EN_門(mén)引腳上的復(fù)位轉(zhuǎn)換來(lái)復(fù)位。

超溫保護(hù)

實(shí)現(xiàn)了兩級(jí)超溫檢測(cè)電路：

•1級(jí)：超溫警告（OTW）

OTW通過(guò)nOCTW引腳（過(guò)流溫度警告）報(bào)告，用于默認(rèn)設(shè)置。OCTW引腳只能通過(guò)SPI命令設(shè)置為報(bào)告OTW或OCW。參見(jiàn)SPI寄存器部分。

•2級(jí)：門(mén)驅(qū)動(dòng)器和電荷泵（OTSD_gate）的超溫（OT）鎖定關(guān)閉

故障將報(bào)告給nFAULT引腳。這是一個(gè)閉鎖關(guān)閉，因此即使OT狀態(tài)不再存在，門(mén)驅(qū)動(dòng)器也不會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。在溫度低于預(yù)設(shè)值tOTSD\U CLR后，需要通過(guò)引腳或SPI（復(fù)位門(mén)）復(fù)位門(mén)驅(qū)動(dòng)器，使其恢復(fù)正常運(yùn)行。

SPI操作仍然可用，只要PVDD仍在定義的操作范圍內(nèi)，OTSD操作期間寄存器設(shè)置將保留在設(shè)備中。

故障及保護(hù)處理

nFAULT引腳表示發(fā)生了關(guān)機(jī)時(shí)的錯(cuò)誤事件，例如過(guò)電流、過(guò)溫、過(guò)壓或欠壓。注意nFAULT是一個(gè)漏極開(kāi)路信號(hào)。當(dāng)門(mén)驅(qū)動(dòng)器在啟動(dòng)過(guò)程中準(zhǔn)備好接收PWM信號(hào)時(shí)，nFAULT將變高（內(nèi)部EN_gate變高）。

nOCTW引腳表示與停機(jī)無(wú)關(guān)的過(guò)電流事件和過(guò)熱事件。

以下是所有保護(hù)功能及其報(bào)告結(jié)構(gòu)的摘要：

啟停順序控制

在通電期間，所有門(mén)驅(qū)動(dòng)輸出保持在低水平。門(mén)驅(qū)動(dòng)器和電流分流放大器的正常工作可以通過(guò)將EN_門(mén)從低狀態(tài)切換到高狀態(tài)來(lái)啟動(dòng)。如果不存在錯(cuò)誤，DRV8303準(zhǔn)備好接受PWM輸入。只要PVDD在功能范圍內(nèi)，即使在門(mén)禁用模式下，柵極驅(qū)動(dòng)器也可以控制功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

從SDO到VDD_SPI之間有一個(gè)內(nèi)部二極管，因此VDD_SPI需要始終以與其他SPI設(shè)備相同的功率電平供電（如果有來(lái)自其他設(shè)備的SDO信號(hào)）。在SDO引腳上出現(xiàn)任何信號(hào)之前，VDD U SPI電源應(yīng)首先通電，在SDO引腳完成所有通信后關(guān)閉電源。

設(shè)備功能模式

EN_GATE

EN_GATE low用于將柵極驅(qū)動(dòng)器、電荷泵、電流分流放大器和內(nèi)部調(diào)節(jié)塊置于低功耗模式以節(jié)省能源。在此狀態(tài)期間不支持SPI通信。只要PVDD仍然存在，器件將把MOSFET輸出級(jí)置于高阻抗模式。

當(dāng)EN_GATE pin到high時(shí)，它將經(jīng)歷一個(gè)加電序列，并啟用柵極驅(qū)動(dòng)器、電流放大器、電荷泵、內(nèi)部調(diào)節(jié)器等，并重置與柵極驅(qū)動(dòng)器塊相關(guān)的所有鎖定故障。它還將重置SPI表中的狀態(tài)寄存器。除非故障仍然存在，否則當(dāng)在錯(cuò)誤事件后切換EN_GATE時(shí)，所有鎖定的故障都可以復(fù)位。

當(dāng)EN_門(mén)從高到低時(shí)，它會(huì)立即關(guān)閉柵極驅(qū)動(dòng)塊，因此柵極輸出可以使外部fet處于高阻抗模式。然后它將等待10秒，然后完全關(guān)閉其余的街區(qū)。快速故障復(fù)位模式可以通過(guò)短時(shí)間（小于10μS）切換EN_GATE引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)。這將防止設(shè)備關(guān)閉其他功能塊，如電荷泵和內(nèi)部調(diào)節(jié)器，并帶來(lái)更快和簡(jiǎn)單的故障恢復(fù)。SPI仍然可以在這種快速的門(mén)重設(shè)模式下工作。

重置所有故障的另一種方法是使用SPI命令（reset_GATE），它將只重置門(mén)驅(qū)動(dòng)器塊和所有SPI狀態(tài)寄存器，而不關(guān)閉其他功能塊。

一個(gè)例外是重置GVDD_-OV故障。快速門(mén)快速故障復(fù)位或SPI命令復(fù)位在GVDD\U OV故障下不起作用。復(fù)位GVDD_OV故障需要一個(gè)低電平保持時(shí)間超過(guò)10μS的完整EN_GATE。TI強(qiáng)烈建議在發(fā)生GVDD_OV時(shí)檢查系統(tǒng)和板。

故障診斷碼

死區(qū)時(shí)間可通過(guò)DTC引腳編程。在故障診斷碼（DTC）與接地之間應(yīng)連接一個(gè)電阻，以控制死區(qū)時(shí)間。死區(qū)時(shí)間控制范圍從50納秒到500納秒。DTC針腳對(duì)地短路將提供最短的死區(qū)時(shí)間（50 ns）。電阻范圍為0 kΩ至150 kΩ。死區(qū)時(shí)間在這個(gè)電阻范圍內(nèi)線性設(shè)定。

電流直通保護(hù)將始終在裝置中啟用，與死區(qū)時(shí)間設(shè)置和輸入模式設(shè)置無(wú)關(guān)。

賣(mài)方盡職調(diào)查

VDD_SPI是SDO引腳的電源。它必須連接到MCU用于SPI操作的同一電源（3.3V或5V）。

在通電或斷電瞬態(tài)過(guò)程中，VDD_SPI引腳可能很快為零電壓。在此期間，系統(tǒng)中任何其他設(shè)備的SDO引腳不應(yīng)出現(xiàn)任何SDO信號(hào)，因?yàn)檫@會(huì)導(dǎo)致DRV8303中的寄生二極管從SDO導(dǎo)至VDD U SPI引腳短路。在系統(tǒng)電源順序設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮和防止這一點(diǎn)。

直流電

當(dāng)直流校準(zhǔn)被啟用時(shí)，裝置將短路并聯(lián)放大器的輸入并斷開(kāi)與負(fù)載的連接，因此外部微控制器可以進(jìn)行直流偏移校準(zhǔn)。直流偏移校準(zhǔn)也可以用SPI命令完成。如果只使用SPI進(jìn)行直流校準(zhǔn)，則直流電插頭可以連接到GND。

編程

SPI通信

SPI

DRV8303SPI作為從機(jī)運(yùn)行。SPI輸入（SDI）數(shù)據(jù)格式由一個(gè)16位字和1個(gè)讀/寫(xiě)位、4個(gè)地址位和11個(gè)數(shù)據(jù)位組成。SPI輸出（SDO）數(shù)據(jù)格式由一個(gè)16位字和1個(gè)幀故障位、4個(gè)地址位和11個(gè)數(shù)據(jù)位組成。當(dāng)一個(gè)幀無(wú)效時(shí)，幀故障位將設(shè)置為1，其余的位將移出為0。

有效幀必須滿(mǎn)足以下條件：

•當(dāng)NSC變低時(shí)，時(shí)鐘必須較低。

•應(yīng)有16個(gè)完整的時(shí)鐘周期。

•當(dāng)NSC變高時(shí)，時(shí)鐘必須較低。

當(dāng)nSCS被斷言為高電平時(shí)，SCLK和SDI引腳上的任何信號(hào)都被忽略，SDO被強(qiáng)制進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)nSCS從高變低時(shí)，SDO被啟用，SDO響應(yīng)字基于先前的SPI輸入字加載到移位寄存器中。

當(dāng)nSCS轉(zhuǎn)換為低電平時(shí)，SCLK引腳必須為低電平。當(dāng)nSCS較低時(shí)，在時(shí)鐘的每個(gè)上升沿，響應(yīng)字在SDO管腳上串行移出，MSB首先移出。

當(dāng)SCS較低時(shí)，在時(shí)鐘的每個(gè)下降沿處，在SDI引腳上對(duì)新輸入字進(jìn)行采樣。SPI輸入字被解碼以確定寄存器地址和訪問(wèn)類(lèi)型（讀或?qū)懀SB將首先在中移位。只要nsc保持低活動(dòng)狀態(tài)，任何時(shí)間段都可以在位之間傳遞。這允許使用兩個(gè)8位字。如果發(fā)送到SDI的輸入字小于16位或大于16位，則視為幀錯(cuò)誤。如果是寫(xiě)命令，數(shù)據(jù)將被忽略。下一個(gè)SDO響應(yīng)字中的故障位將報(bào)告1。在第16個(gè)時(shí)鐘周期之后或當(dāng)nsc從低到高轉(zhuǎn)換時(shí)，SDI移位寄存器數(shù)據(jù)被傳輸?shù)芥i存器中，在該鎖存器中對(duì)輸入字進(jìn)行解碼。

對(duì)于發(fā)送到SDI的讀取命令（第n個(gè)周期），SDO將在下一個(gè)周期中用指定地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。（N+1）

對(duì)于發(fā)送到SDI的寫(xiě)入命令（第N個(gè)周期），SDO將在下一個(gè)周期（N+1）中用狀態(tài)寄存器1（0x00）中的數(shù)據(jù)進(jìn)行響應(yīng)。此功能旨在在有多個(gè)寫(xiě)命令時(shí)最大限度地提高SPI通信效率。

應(yīng)用與實(shí)施

注釋

以下應(yīng)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(zhǔn)確性或完整性。TI的客戶(hù)負(fù)責(zé)確定組件的適用性。客戶(hù)應(yīng)驗(yàn)證和測(cè)試其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以確認(rèn)系統(tǒng)功能。

申請(qǐng)信息

DRV8303是一種柵極驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)三相無(wú)刷直流電機(jī)和外部功率MOSFET。該器件提供了三個(gè)半橋門(mén)驅(qū)動(dòng)器、兩個(gè)電流分流放大器和過(guò)流保護(hù)的高集成度。

門(mén)驅(qū)動(dòng)器加電順序勘誤表

在門(mén)極電壓大于1的情況下（如果PVDU的電壓大于1，則PVDEN驅(qū)動(dòng)可能不正確）。當(dāng)DRV8301通過(guò)EN_GATE啟用時(shí)，應(yīng)確保SH_X引腳上的電壓水平低于8.5 V，從而避免這種順序。

典型應(yīng)用

設(shè)計(jì)要求

表13顯示了該示例的設(shè)計(jì)參數(shù)。

詳細(xì)設(shè)計(jì)程序

門(mén)驅(qū)動(dòng)器平均電流負(fù)載

DRV8303的柵極驅(qū)動(dòng)電源（GVDD）可向外部功率MOSFET提供高達(dá)30毫安（RMS）的電流。使用方程式3確定閘門(mén)驅(qū)動(dòng)電源上的近似均方根負(fù)載：柵極驅(qū)動(dòng)均方根電流=MOSFET Qg×開(kāi)關(guān)MOSFET個(gè)數(shù)×開(kāi)關(guān)頻率

例子：7.83 mA = 29 nC × 6 × 45 kHz

這只是一個(gè)粗略的近似值。

過(guò)流保護(hù)設(shè)置

V830側(cè)的高電流保護(hù)通過(guò)兩個(gè)VDFET3側(cè)的MOSFET3提供。它們是為了在過(guò)電流條件下保護(hù)MOSFET，而不是用于精確的電流調(diào)節(jié)。

過(guò)流保護(hù)通過(guò)監(jiān)測(cè)外部MOSFET的VDS電壓并將其與OC_ADJ_SET寄存器值進(jìn)行比較來(lái)工作。如果VDS超過(guò)OC_ADJ_設(shè)置值，DRV8303根據(jù)OC_MODE寄存器采取行動(dòng)。

過(guò)電流跳閘=OC_ADJ_SET/MOSFET RDS（on）

例子：26.17 A = 0.123 V/ 4.7 mΩ

MOSFET RDS（on）隨溫度變化，這將影響過(guò)電流跳閘水平。

感測(cè)放大器設(shè)置

DRV8303提供兩個(gè)雙向低側(cè)電流分流放大器。這些可用于感測(cè)三個(gè)半橋的和，兩個(gè)半橋分別，或與一個(gè)附加的分路放大器一起單獨(dú)感測(cè)所有三個(gè)半橋。

1. 確定電機(jī)需要的峰值電流（IMAX）。這將取決于電機(jī)參數(shù)和您的具體應(yīng)用。本例中的I（MAX）為14A。

2. 確定電流分流放大器的可用電壓范圍。這將是放大器參考電壓（VREF）的±一半。在這種情況下，可用范圍為±1.65 V。

3. 確定感測(cè)電阻值和放大器增益設(shè)置。對(duì)于感測(cè)電阻值和放大器增益有共同的權(quán)衡。感測(cè)電阻值越大，半橋電流的分辨率越好。這是以傳感電阻消耗的額外功率為代價(jià)的。一個(gè)更大的增益值將允許你減少感應(yīng)電阻，但代價(jià)是增加輸出信號(hào)中的噪聲。本例使用0.01-Ω感測(cè)電阻器和DRV8303的最小增益設(shè)置（10 V/V）。這些值允許電流分流放大器測(cè)量±16.5 A（14A要求的一些額外裕度）。

應(yīng)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(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要因素。一般來(lái)說(shuō)，有更多的體積電容是有益的，但缺點(diǎn)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(jī)系統(tǒng)所需的最高電流

•電源的電容及其產(chǎn)生或吸收電流的能力

•電源和電機(jī)系統(tǒng)之間的寄生電感量

•可接受的電壓紋波

•使用的電機(jī)類(lèi)型（有刷直流、無(wú)刷直流、步進(jìn)電機(jī)）

•電機(jī)制動(dòng)方法

電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之間的電感會(huì)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(duì)過(guò)大的電流需求作出響應(yīng)，或者隨著電壓的變化而從電機(jī)中卸載。當(dāng)使用足夠的大容量電容時(shí)，電機(jī)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(jìn)行系統(tǒng)級(jí)測(cè)試以確定適當(dāng)尺寸的大容量電容器。

大容量電容器的額定電壓應(yīng)高于工作電壓，以便在電機(jī)向電源傳輸能量時(shí)提供裕度。

布局

布局指南

在為DRV8303設(shè)計(jì)PCB時(shí)使用這些布局建議。

•DRV8303通過(guò)電源板與GND進(jìn)行電氣連接。始終檢查以確保PowerPAD已正確焊接（參見(jiàn)PowerPAD™ 《熱增強(qiáng)包裝應(yīng)用報(bào)告》（SLMA002）。

•PVDD旁路電容器應(yīng)放置在靠近其相應(yīng)引腳的位置，并通過(guò)低阻抗路徑連接至設(shè)備GND（PowerPAD）。

•GVDD旁路電容器應(yīng)放置在靠近其相應(yīng)引腳的位置，其低阻抗路徑連接至設(shè)備GND（電源板）。

•AVDD和DVDD旁路電容器應(yīng)放置在靠近其相應(yīng)引腳的位置，并通過(guò)低阻抗路徑連接至AGND引腳。最好在同一層進(jìn)行這種連接。

•AGND應(yīng)通過(guò)低阻抗跟蹤/銅填充連接到設(shè)備GND（PowerPAD）。

•添加縫合過(guò)孔，以降低從上到下的GND路徑的阻抗。

•盡量清理DRV8303周?chē)拖路降目臻g，以便更好地從電源板散發(fā)熱量。

布局示例

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