特征

•四個1/2 H橋直流電機(jī)驅(qū)動器

–可驅(qū)動四個電磁閥、兩個直流電機(jī)、一個步進(jìn)電機(jī)或其他負(fù)載

–全獨(dú)立半橋控制

–低MOSFET導(dǎo)通電阻

•24 V，25°C時的最大驅(qū)動電流為2.5 A

•浮動輸入緩沖器允許雙（雙極）電源（高達(dá)±30 V）

•內(nèi)置3.3-V，10 mA LDO調(diào)節(jié)器

•工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)IN/IN數(shù)字控制接口

•8-V至60-V工作電源電壓范圍

•輸出可并聯(lián)連接

•熱增強(qiáng)表面貼裝組件

應(yīng)用

•紡織機(jī)械

•辦公自動化機(jī)器

•游戲機(jī)

•工廠自動化

•機(jī)器人技術(shù)

說明

DRV8844提供四個可單獨(dú)控制的1/2 H橋驅(qū)動器。它可以用來驅(qū)動兩個直流電機(jī)，一個步進(jìn)電機(jī)，四個螺線管，或其他負(fù)載。每個MOSH-1通道的功率由配置在MOSH-1通道中的MOSH-1通道驅(qū)動配置組成。

DRV8844可為每個H橋提供高達(dá)2.5 A峰值或1.75 A RMS輸出電流（在24 V和25°C下適當(dāng)?shù)腜CB散熱）。

提供獨(dú)立輸入，以獨(dú)立控制每個1/2 H 電橋。為了允許使用分離電源進(jìn)行操作，邏輯輸入和故障輸出是參考一個單獨(dú)的浮動接地引腳。

提供過電流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和過熱的內(nèi)部關(guān)機(jī)功能。

DRV8844采用帶PowerPAD的28針HTSSOP封裝™ （環(huán)保：RoHS和no Sb/Br）。

設(shè)備信息

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

簡化示意圖

典型特征

詳細(xì)說明

概述

DRV8844集成了四個獨(dú)立的2.5半小時網(wǎng)橋、保護(hù)電路、休眠模式和故障報(bào)告。它的單電源支持寬8至60伏，使它非常適合電機(jī)驅(qū)動應(yīng)用，包括刷直流，步進(jìn)電機(jī)和螺線管。

功能框圖

特性描述

輸出級

DRV8844包含四個使用N溝道MOSFET的1/2 H橋驅(qū)動器。輸出電路的框圖如圖5所示。

輸出引腳在VM和VNEG之間驅(qū)動。對于單電源應(yīng)用，VNEG通常接地，對于雙電源應(yīng)用，VNEG通常為負(fù)電壓。

請注意，有多個VM電機(jī)電源引腳。所有VM引腳必須連接到電機(jī)電源電壓。

邏輯輸入

邏輯輸入和nFAULT輸出參考LGND引腳。該引腳將連接到邏輯信號源的邏輯地（例如，微控制器）。這使得LGND的電壓與VNEG不同；例如，設(shè)計(jì)者可以通過驅(qū)動VM和VNEG來驅(qū)動雙極電源，從而驅(qū)動負(fù)載，并將LGND連接到0v（接地）。

橋梁控制

INx輸入引腳直接控制OUTx輸出的狀態(tài)（高或低）；ENx輸入引腳啟用或禁用OUTx驅(qū)動程序。表1顯示了邏輯。

輸入也可用于PWM控制，例如，直流電機(jī)的速度。當(dāng)用PWM控制繞組時，當(dāng)驅(qū)動電流中斷時，電機(jī)的感應(yīng)特性要求電流必須繼續(xù)流動。這稱為再循環(huán)電流。為了處理這種再循環(huán)電流，Hbridge可以在兩種不同的狀態(tài)下工作，快衰減或慢衰減。在快速衰減模式下，H橋被禁用，再循環(huán)電流流過車身二極管；在慢衰減模式下，電機(jī)繞組短路。

對于使用快速衰減的PWM，PWM信號應(yīng)用于ENx引腳；對于使用慢速衰減，PWM信號應(yīng)用于INx引腳。表2是使用OUT1和OUT2作為H橋驅(qū)動直流電機(jī)的示例：

圖6顯示了不同驅(qū)動和衰減模式下的電流路徑：

充油泵

由于輸出級使用N溝fet，因此需要一個比VM電源更高的柵極驅(qū)動電壓來充分增強(qiáng)高側(cè)fet。DRV8844集成了一個電荷泵電路，該電路可產(chǎn)生高于VM電源的電壓。

電荷泵需要兩個外部電容器才能工作。有關(guān)這些電容器（值、連接等）的詳細(xì)信息，請參閱方框圖和管腳說明。

當(dāng)nSLEEP低時，充電泵關(guān)閉。

保護(hù)電路

DRV8844具有充分的保護(hù)，可防止欠壓、過電流和過熱事件。

過流保護(hù)（OCP）

每個FET上的模擬電流限制電路通過移除柵極驅(qū)動來限制通過FET的電流。如果該模擬電流限值持續(xù)時間超過OCP除鋰時間，經(jīng)歷過電流的通道將被禁用，nFAULT引腳將被驅(qū)動至低電平。驅(qū)動程序?qū)⒈３株P(guān)閉狀態(tài)，直到斷言重置或關(guān)閉VM電源。

高壓側(cè)和低壓側(cè)裝置上的過電流情況；即對地短路、電源短路或電機(jī)繞組短路，都將導(dǎo)致過電流停機(jī)。

熱關(guān)機(jī)（TSD）

如果模具溫度超過安全限值，H橋中的所有FET將被禁用，并且nFAULT引腳將被驅(qū)動到低電平。一旦模具溫度下降到安全水平，操作將自動恢復(fù)。

欠壓鎖定（UVLO）

如果在任何時候VM引腳上的電壓低于欠壓鎖定閾值電壓，所有輸出將被禁用，內(nèi)部邏輯將復(fù)位，nFAULT引腳將被驅(qū)動至低電平。當(dāng)VM高于UVLO閾值時，操作將恢復(fù)。

設(shè)備功能模式

復(fù)位和復(fù)位操作

當(dāng)?shù)碗娖津?qū)動時，nRESET引腳復(fù)位內(nèi)部邏輯。它還禁用H橋驅(qū)動程序。當(dāng)nRESET處于活動狀態(tài)時，將忽略所有輸入。

驅(qū)動nSLEEP低將使設(shè)備進(jìn)入低功耗睡眠狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，H橋被禁用，柵極驅(qū)動電荷泵停止，所有內(nèi)部時鐘停止。在這種狀態(tài)下，所有輸入都被忽略，直到nSLEEP返回inactive high。從睡眠模式返回時，需要經(jīng)過一段時間（大約1毫秒）后，電機(jī)驅(qū)動器才能完全工作。注意，nRESET和nSLEEP的內(nèi)部下拉電阻約為100kΩ。這些信號需要被驅(qū)動到邏輯高電平以進(jìn)行設(shè)備操作。

V3P3OUT LDO調(diào)節(jié)器保持在休眠模式下工作。

應(yīng)用與實(shí)施

注意

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的客戶負(fù)責(zé)確定組件的適用性。客戶應(yīng)驗(yàn)證和測試其設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，以確認(rèn)系統(tǒng)功能。

申請信息

DRV8844可用于驅(qū)動一個步進(jìn)電機(jī)、多個有刷直流電機(jī)或多個其他感應(yīng)負(fù)載。

輸出可以并聯(lián)以增加驅(qū)動電流。如果像在全橋配置中那樣連接輸出，任何兩個輸出都可以并聯(lián)連接。如果配置為兩個獨(dú)立的半橋，OUT1和OUT2必須成對，OUT3和OUT4必須成對。這種配對是因?yàn)橐_6（SRC12）是OUT1和OUT2的低端FET的源，引腳9（SRC34）是OUT3和OUT4的低端FET的源。

可選的感應(yīng)電阻器可用于監(jiān)測電流。如果使用感應(yīng)電阻器，將電阻器置于SRC12或SRC34引腳和VNEG引腳之間。

典型應(yīng)用

設(shè)計(jì)要求

下面的真值表描述了如何控制圖8中的排列。

詳細(xì)設(shè)計(jì)程序

電機(jī)電壓

所選電機(jī)的額定值和所需的轉(zhuǎn)速決定了設(shè)計(jì)者應(yīng)該使用的電機(jī)電壓。更高的電壓使刷直流電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度更快，同樣的脈寬調(diào)制占空比應(yīng)用于功率場效應(yīng)晶體管。更高的電壓也會增加通過感應(yīng)電動機(jī)繞組的電流變化率。

應(yīng)用曲線

電源建議

本體電容

在電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，具有合適的局部體積電容是一個重要因素。一般來說，有更多的體積電容是有益的，但缺點(diǎn)是成本和物理尺寸增加。

電容量取決于各種局部因素，包括：

•電機(jī)系統(tǒng)所需的最高電流

•電源的電容和提供電流的能力

•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)類型（有刷直流、無刷直流、步進(jìn)電機(jī)）

•電機(jī)制動方法

電源和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)之間的電感限制了電源的額定電流變化。如果局部大容量電容太小，系統(tǒng)會根據(jù)電壓變化對電機(jī)的過大電流需求或轉(zhuǎn)儲做出響應(yīng)。當(dāng)使用足夠的大容量電容時，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)級測試以確定適當(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)向電源傳輸能量時提供裕度。

布局

布局指南

大容量電容器的放置應(yīng)盡量減少通過電機(jī)驅(qū)動裝置的大電流路徑的距離。連接金屬跡線寬度應(yīng)盡可能寬，連接PCB層時應(yīng)使用多個過孔。這些做法使電感最小化，并允許大容量電容器輸送高電流。

小容量電容器應(yīng)該是陶瓷的，并且放置在離器件引腳很近的地方。

高電流設(shè)備輸出應(yīng)使用寬金屬跡線。

設(shè)備熱墊應(yīng)焊接到PCB頂層接地板上。應(yīng)使用多個通孔連接到大型底層地平面。使用大金屬平面和多個通孔有助于消散器件中產(chǎn)生的I2×RDS（on）熱。

布局示例

熱注意事項(xiàng)

DRV8844具有如上所述的熱關(guān)機(jī)（TSD）。如果模具溫度超過約150°C，設(shè)備將被禁用，直到溫度降至安全水平。

設(shè)備進(jìn)入TSD的任何趨勢都表明功率消耗過大、散熱不足或環(huán)境溫度過高。

散熱

電源板™ 包裝使用一個暴露的墊子來去除設(shè)備的熱量。為了正確操作，該焊盤必須與PCB上的銅熱連接以散熱。在具有接地板的多層PCB上，這可以通過添加多個通孔來實(shí)現(xiàn)，以將熱墊連接到地平面。在沒有內(nèi)部平面的PCB上，可以在PCB的任一側(cè)添加銅區(qū)域來散熱。如果銅區(qū)在PCB的另一側(cè)，熱通孔用于在頂層和底層之間傳遞熱量。

一般來說，提供的銅面積越多，消耗的功率就越大。

功耗

DRV8844的功耗主要由輸出FET電阻或RDS（ON）消耗的功率控制。直流電動機(jī)運(yùn)行時各H橋的平均功耗可由式1粗略估計(jì)。

其中：

•P是一個H橋的功耗

•RDS（ON）是每個FET的電阻

•IOUT是施加到每個繞組（1）的RMS輸出電流

IOUT等于直流電機(jī)的平均電流。注意，在啟動和故障條件下，該電流遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行電流；還需要考慮這些峰值電流及其持續(xù)時間。因數(shù)2來自于這樣一個事實(shí)：在任何時刻，兩個fet都在傳導(dǎo)繞組電流（一個高壓側(cè)和一個低壓側(cè)）。

總的器件損耗是兩個H橋中每一個的功耗加在一起。

裝置中可消耗的最大功率取決于環(huán)境溫度和散熱量。

注意RDS（ON）隨著溫度的升高而增加，因此當(dāng)設(shè)備加熱時，功耗也會增加。在確定散熱器尺寸時，必須考慮到這一點(diǎn)。

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