特點(diǎn)

•H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

•低RDS（on）MOSFET（0.4-Ω典型值）

•低功耗睡眠模式

•支持100%PWM

•8-V至36-V工作電源電壓范圍

•熱增強(qiáng)表面安裝組件

•保護(hù)功能：

–VBB欠壓鎖定（UVLO）

–充電泵欠壓（CPUV）

–過(guò)電流保護(hù)（OCP）

–電源短路保護(hù)

–對(duì)地短路保護(hù)

–過(guò)熱警告（OTW）

–超溫停機(jī)（OTS）

–故障狀態(tài)指示引腳（nFAULT）

應(yīng)用

•打印機(jī)

•工業(yè)自動(dòng)化

•機(jī)器人

說(shuō)明

DRV880x提供了一個(gè)具有多種功能的多功能電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。該設(shè)備包含一個(gè)完整的H橋，可以用來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)有刷直流電機(jī)，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)的繞組，或其他設(shè)備，如螺線管。一個(gè)簡(jiǎn)單的相位接口可以方便地連接到控制器電路。

輸出級(jí)采用N溝道功率mosfet作為H橋。DRV880xis的峰值輸出電流可達(dá)±2.8A，工作電壓高達(dá)36V。內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生所需的柵極驅(qū)動(dòng)電壓。

提供了一種低功耗休眠模式，該模式關(guān)閉內(nèi)部電路以實(shí)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(shè)置。

內(nèi)部保護(hù)功能可用于欠壓、電荷泵故障、過(guò)電流、對(duì)電源短路、對(duì)地短路和過(guò)熱。故障狀態(tài)通過(guò)nFAULT引腳指示。

DRV880x封裝在帶PowerPAD的16針WQFN封裝中™ （環(huán)保：RoHS&no Sb/Br）。

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)圖

典型特征

參數(shù)測(cè)量信息

詳細(xì)說(shuō)明

概述

DRV880x設(shè)備是用于有刷直流電機(jī)的集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案。這些設(shè)備集成了DMOS H橋、保護(hù)電路和簡(jiǎn)單的數(shù)字接口。該器件可以用8到36伏的電源電壓供電，并且能夠提供高達(dá)2.8安的輸出電流。

相位使能接口便于與控制器電路連接。相位輸入控制H橋的方向，啟用輸入指定H橋是否啟用。

兩個(gè)模式引腳允許指定設(shè)備使用的電流衰減方法。模式1指定快速衰減或慢速衰減，模式2指定高側(cè)或低側(cè)慢衰減。

DRV8801提供通過(guò)比例電壓輸出監(jiān)控電機(jī)繞組電流的選項(xiàng)。

功能框圖

特性描述

邏輯輸入

TI建議在邏輯輸入被拉到VDD時(shí)使用高值上拉電阻器。該電阻器限制輸入電流，以防發(fā)生過(guò)電壓事件。邏輯輸入為nSLEEP、MODE、PHASE和ENABLE。任何邏輯輸入上高于7V的電壓都會(huì)損壞輸入結(jié)構(gòu)。

VREG（僅限D(zhuǎn)RV8800）

此輸出表示內(nèi)部調(diào)節(jié)器電壓的測(cè)量值。此針腳應(yīng)保持?jǐn)嚅_(kāi)狀態(tài)。此針腳處可測(cè)量到約7.5 V的電壓。

VPROPI（僅限D(zhuǎn)RV8801）

該輸出提供與繞組電流成比例的模擬電壓。該端子上的電壓是電機(jī)繞組電流的五倍（VPROPI=5×I）。VPROPI只有在有一個(gè)電阻器連接到檢測(cè)管腳時(shí)才有意義。如果SENSE接地，VPROPI測(cè)量值為0 V。在慢衰減過(guò)程中，VPROPI輸出0 V。VPROPI最多可輸出2.5 V，因?yàn)樵?00 mV的感應(yīng)電壓下，H橋被禁用。

充油泵

電荷泵用于產(chǎn)生高于VBB的電源，以驅(qū)動(dòng)源端DMOS門。CP1和CP2之間應(yīng)連接一個(gè)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(gè)0.1μF陶瓷單片電容器CStorage，作為一個(gè)蓄水池來(lái)運(yùn)行高端DMOS器件。VCP電壓電平由內(nèi)部監(jiān)控，在故障情況下，設(shè)備的輸出將被禁用。

關(guān)機(jī)

作為一種保護(hù)裝置的措施，由極高的結(jié)溫或VCP上的低電壓引起的故障會(huì)使裝置的輸出失效，直到故障狀態(tài)消除。通電時(shí)，UVLO電路禁用驅(qū)動(dòng)器。

低功率模式

控制輸入nSLEEP用于在不使用DRV880x時(shí)將功耗降至最低。這使許多內(nèi)部電路失效，包括內(nèi)部電壓軌和電荷泵。nSLEEP被斷言為低。此輸入引腳上的邏輯高導(dǎo)致正常操作。當(dāng)從低切換到高時(shí)，用戶應(yīng)在應(yīng)用PWM信號(hào)之前允許1毫秒的延遲。充油泵需要這段時(shí)間才能穩(wěn)定下來(lái)。

•模式1（DRV8800上的模式）

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(shè)備處于慢衰減模式。

•模式2（僅限D(zhuǎn)RV8801）

模式2用于選擇在慢衰變?cè)傺h(huán)期間使用哪一組驅(qū)動(dòng)器（高壓側(cè)與低壓側(cè)）。只有當(dāng)模式1被斷言為高時(shí)，模式2才有意義。模式2的邏輯高電平通過(guò)高壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流再循環(huán)。邏輯低電平通過(guò)低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行電流再循環(huán)。

制動(dòng)

制動(dòng)功能通過(guò)在慢衰減模式下驅(qū)動(dòng)設(shè)備（模式1引腳為高）并將使能解除至低電平來(lái)實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榭梢酝ㄟ^(guò)DMOS開(kāi)關(guān)在兩個(gè)方向驅(qū)動(dòng)電流，只要啟用斬波模式，這種配置就有效地使電機(jī)產(chǎn)生的BEMF短路。最大電流可以用VBEMF/RL近似。應(yīng)注意確保在最壞的制動(dòng)情況下（高速和高慣性負(fù)載），不超過(guò)設(shè)備的最大額定值。

診斷輸出

nFAULT引腳通過(guò)開(kāi)路漏極輸出信號(hào)表明芯片有問(wèn)題。電機(jī)故障、欠壓條件或TJ>160°C會(huì)導(dǎo)致引腳低。當(dāng)nSLEEP將設(shè)備置于最小功耗模式（即nSLEEP低）時(shí)，此輸出無(wú)效。nFAULT保持?jǐn)嘌誀顟B(tài)（nFAULT=L），直到VBB達(dá)到VBBNFR，使電荷泵的凈空達(dá)到其欠壓閾值。nFAULT是一個(gè)僅限狀態(tài)的信號(hào)，不影響任何設(shè)備功能。H橋部分在確認(rèn)nFAULT的情況下，在VBB=8 V下仍正常工作。

熱關(guān)機(jī)（TSD）

芯片上集成了兩個(gè)模具溫度監(jiān)測(cè)器。當(dāng)模具溫度上升到最大值時(shí)，在160°C時(shí)會(huì)觸發(fā)一個(gè)熱警告信號(hào)。此故障會(huì)使nFAULT變低，但不會(huì)使芯片無(wú)法工作。如果模具溫度進(jìn)一步升高至約175°C，全橋輸出將被禁用，直到內(nèi)部溫度降至低于15°C的滯后。

（1）、X=無(wú)所謂，Z=高阻抗

（2）、為了防止快速衰減同步整流過(guò)程中的電流反向，當(dāng)電流接近0 A時(shí)，輸出將進(jìn)入高阻抗?fàn)顟B(tài)。

過(guò)流保護(hù)

監(jiān)控流經(jīng)高壓側(cè)和低壓側(cè)驅(qū)動(dòng)器的電流，以確保電機(jī)導(dǎo)線沒(méi)有對(duì)電源或接地短路。如果檢測(cè)到短路，則全橋輸出關(guān)閉，信號(hào)nFAULT低電平驅(qū)動(dòng)，并啟動(dòng)1.2毫秒故障計(jì)時(shí)器。在這個(gè)1.2毫秒的時(shí)間后，tOCP，設(shè)備被允許跟隨輸入命令，并嘗試另一個(gè)開(kāi)啟（在此嘗試期間，nFAULT再次變高）。如果仍有故障，則循環(huán)重復(fù)。如果在tOCP到期后，確定不存在短路情況，則恢復(fù)正常操作，并取消對(duì)nFAULT的判斷。

感官

低值電阻器可放置在感測(cè)引腳和接地之間，用于電流感應(yīng)。為了使感測(cè)輸出電流電平時(shí)的接地痕跡IR降最小，電流感應(yīng)電阻器應(yīng)該有一個(gè)獨(dú)立的接地回路連接到星形接地點(diǎn)。這個(gè)軌跡應(yīng)該盡可能短。對(duì)于低值感測(cè)電阻，PCB中的IR下降可能非常顯著，應(yīng)予以考慮。

注意

選擇感測(cè)電阻值時(shí)，感測(cè)不超過(guò)±500 mV的最大電壓。當(dāng)電機(jī)繞組中的任何電流產(chǎn)生大于或等于500 mV的感應(yīng)電壓時(shí)，H橋被禁用并進(jìn)入再循環(huán)。

設(shè)備功能模式

設(shè)備操作

DRV880x通過(guò)nSLEEP引腳支持低功耗休眠模式。在這種模式下，設(shè)備關(guān)閉大部分內(nèi)部電路，包括內(nèi)部電壓軌和電荷泵。將nSLEEP引腳調(diào)高將使設(shè)備恢復(fù)活動(dòng)狀態(tài)。

在正常運(yùn)行期間，DRV880x設(shè)計(jì)用于操作單刷直流電機(jī)。輸出連接到電機(jī)線圈的每側(cè)，允許完全雙向控制。

慢衰減SR（制動(dòng)模式）

在慢衰減模式下，兩個(gè)低側(cè)下沉驅(qū)動(dòng)器打開(kāi)，允許電流通過(guò)H橋的低側(cè)（兩個(gè)水槽驅(qū)動(dòng)器）和負(fù)載循環(huán)。兩個(gè)接收器DMOS驅(qū)動(dòng)程序的功耗I2R損失：

同步整流快速衰減

在這種情況下，與衰變模式相反的是開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器。在快速衰減時(shí)，不允許電機(jī)電流為負(fù)（方向改變）。相反，當(dāng)電流接近零時(shí)，驅(qū)動(dòng)器就會(huì)關(guān)閉。功率計(jì)算與驅(qū)動(dòng)電流計(jì)算相同（見(jiàn)方程式5）。

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(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

DRV880x裝置用于中壓有刷直流電機(jī)控制應(yīng)用。

典型應(yīng)用

設(shè)計(jì)要求

對(duì)于本設(shè)計(jì)示例，使用表2中列出的參數(shù)作為輸入?yún)?shù)。

詳細(xì)設(shè)計(jì)程序

電機(jī)電壓

使用的電機(jī)電壓取決于所選電機(jī)的額定值和所需的轉(zhuǎn)速。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(chǎng)效應(yīng)晶體管。更高的電壓也會(huì)增加通過(guò)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組的電流變化率。

功耗

DRV880x的功耗是RMS電機(jī)電流和每個(gè)輸出的FET電阻（RDS（ON））的函數(shù)。

在本例中，環(huán)境溫度為35℃，結(jié)溫達(dá)到65℃。在65℃時(shí)，RDS（ON）之和約為1Ω。如果電機(jī)電流為0.8A，以熱量形式耗散的功率將為0.8A2x1Ω=0.64W。

DRV880x達(dá)到的溫度取決于對(duì)空氣和PCB的熱阻。重要的是要將設(shè)備PowerPAD焊接到PCB接地板上，并在頂部和底部板層上通孔，以將熱量散發(fā)到PCB中并降低設(shè)備溫度。在這里使用的示例中，DRV880x的有效熱阻RθJA為47°C/W，并且：

電機(jī)電流跳閘點(diǎn)

當(dāng)引腳感應(yīng)電壓超過(guò)VTRIP（0.5 V）時(shí)，檢測(cè)到過(guò)電流。RSENSE電阻器的大小應(yīng)能設(shè)置所需的ITRIP電平。

將ITRIP設(shè)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(dòng)過(guò)程中的電機(jī)電流通常比穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)大得多，因?yàn)槌跏钾?fù)載轉(zhuǎn)矩更高，并且沒(méi)有反電動(dòng)勢(shì)會(huì)導(dǎo)致電機(jī)繞組上產(chǎn)生更高的電壓和額外的電流。

通過(guò)在DRV880x輸出端使用串聯(lián)電感器來(lái)限制啟動(dòng)電流是有益的，因?yàn)檫@樣可以降低ITRIP，并可能降低系統(tǒng)所需的體積電容。啟動(dòng)電流也可以通過(guò)增加正向驅(qū)動(dòng)占空比來(lái)限制。

感測(cè)電阻選擇

為了獲得最佳性能，感測(cè)電阻器必須：

•表面安裝

•低電感

•額定功率足夠高

•靠近電機(jī)驅(qū)動(dòng)器

驅(qū)動(dòng)電流

這個(gè)電流路徑是通過(guò)高側(cè)源DMOS驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)繞組，和低側(cè)下沉DMOS驅(qū)動(dòng)器。功耗I2R在一個(gè)源和一個(gè)接收器DMOS驅(qū)動(dòng)器中損失，如等式5所示。

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(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。

布局

布局指南

•印刷電路板（PCB）應(yīng)使用重型接地板。為了獲得最佳的電氣和熱性能，DRV880x必須直接焊接到電路板上。在DRV880x的下面是一個(gè)熱墊，它提供了增強(qiáng)散熱的路徑。熱焊盤(pán)應(yīng)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(fù)載電源引腳VBB應(yīng)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(shè)備。

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

•感測(cè)電阻應(yīng)盡可能靠近檢測(cè)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(guó)內(nèi)芯片代理和國(guó)外品牌分銷的綜合服務(wù)商,公司提供芯片ic選型、藍(lán)牙WIFI模組、進(jìn)口芯片替換國(guó)產(chǎn)降成本等解決方案,可承接項(xiàng)目開(kāi)發(fā),以及元器件一站式采購(gòu)服務(wù),類型有運(yùn)放芯片、電源芯片、MO芯片、藍(lán)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(lán)牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關(guān)于元器件價(jià)格請(qǐng)咨詢?cè)诰€客服黃經(jīng)理：15382911663）

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