Texas Instruments DRV8317三相无刷直流电机驱动器提供三个集成MOSFET半桥，用于驱动5V、9V、12V或18V直流电源轨的三相无刷直流 (BLDC) 电机或1节至4节电池供电应用。该器件提供集成三相电流检测，无需外部检测电阻器。DRV8317具有集成LDO，可提供稳定的3.3V电源轨，能够为MCU、逻辑电路、霍尔传感器等外部负载提供高达80mA的电流。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8317三相电机驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments DRV8317提供可配置的6x或3x PWM控制方案，可用于通过外部微控制器实现有传感器或无传感器磁场定向控制 (FOC)、正弦控制或梯形控制。DRV8317能够驱动高达200kHz的PWM频率。Texas Instruments DRV8317可通过SPI (DRV8317S) 或引脚(DRV8317H)进行配置，还包括PWM模式、转换率和电流检测增益等一些可配置特性。

该器件集成了多种保护特性，包括电源欠压闭锁 (UVLO)、过压保护 (OVP) 和电荷泵欠压 (CPUV)。DRV8317还具有过流保护 (OCP)、过热警告 (OTW) 和过热关断 (OTS) 特性，从而保护器件、电机和系统免受故障事件的影响。nFAULT引脚可提示故障条件。

特性

• 三相BLDC电机驱动器
  • 可配置压摆率，用于降低EMI
  • 可编程增益电流检测
  • 支持高达200kHz的PWM频率
  • 集成击穿保护
• 工作电压：4.5V至20V
  • 绝对最大电压：24V
• 高输出电流能力
  • 峰值电流驱动能力：5A
• 低通态电阻MOSFET
  • RDS(ON) (HS + LS) (TA = 25°C) （130mΩ（典型值））
• 超低Q电流休眠模式
  • 3µA（最大值）（VVM = 12V，TA = 25°C时）
• 多种控制接口选项
  • 6个PWM控制接口
  • 3个PWM控制接口
• 集成电流检测
  • 无需外部电流检测电阻器
  • 三相电流检测输出
• SPI和硬件器件型号
  • 10MHz SPI接口型号，实现灵活性
  • 引脚可配置型号，简单易用
• 支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
• 内置3.3V ± 4.5%、80mA LDO稳压器
• 集成保护特性
  • VM欠压闭锁 (UVLO)
  • VM过压保护 (OVP)
  • 电荷泵欠压 (CPUV)
  • 过流保护 (OCP)
  • 过热警告和关断 (OTW/OTS)
  • 故障状态指示引脚 (nFAULT)

简化示意图

DRV8317三相PWM电机驱动器技术解析与应用指南

一、产品概述

DRV8317是德州仪器(TI)推出的三相无刷直流(BLDC)电机驱动芯片，采用WQFN-36封装(5mm×4mm)，具有以下核心特性：

• ‌集成驱动能力‌：包含3个半桥MOSFET，总导通电阻130mΩ(典型值)，峰值驱动电流5A
• ‌宽电压工作范围‌：4.5V-20V工作电压(24V绝对最大值)
• ‌灵活控制接口‌：
  • 支持6x/3x PWM控制模式
  • 最高200kHz PWM频率
  • 可选SPI(DRV8317S)或硬件引脚(DRV8317H)配置
• ‌集成保护功能‌：过压/欠压保护、过流保护、温度保护等
• ‌电流检测创新‌：内置三相电流检测放大器，无需外接检测电阻

二、关键技术创新

1. 智能栅极驱动架构

• 可配置压摆率(25-200V/µs)用于EMI优化
• 集成死区时间控制(150-500ns)
• 自适应传播延迟补偿(DLYCMP_EN)

2. 集成电流检测系统

• 三相独立电流检测输出(SOA/SOB/SOC)
• 可编程增益(0.25/0.5/1/2V/A)
• 线性输出范围：VREF/2 ±0.25V
• 典型增益误差±3%(2.5A内)

3. 多重保护机制

• ‌电源保护‌：
  • VM欠压锁定(UVLO)：4.4V(典型)
  • VM过压保护(OVP)：22V(典型)
• ‌电流保护‌：
  • 可调OCP阈值(6-12A)
  • 可配置消隐时间(0.3-1.5µs)
• ‌温度保护‌：
  • 过热警告(OTW)：125°C
  • 热关断(OTS)：160°C

三、电气特性详解

1. 极限参数

参数	范围	单位
VM供电电压	-0.3至24	V
输出电流(峰值)	5	A
工作结温	-40至150	°C

2. 典型性能(VS=12V)

• ‌MOSFET特性‌：
  • RDS(ON)_HS+LS：130mΩ(25°C)
  • 压摆率：25-200V/µs(可调)
• ‌电流检测‌：
  • 带宽：1MHz(典型)
  • 建立时间：1µs(至1%)
• ‌功耗特性‌：
  • 工作电流：10mA(典型)
  • 睡眠模式电流：3µA(最大)

四、PCB设计要点

1. ‌布局原则‌：
   • 功率路径与信号路径分离
   • 敏感信号远离高频开关节点
   • 采用星型接地拓扑
2. ‌热设计建议‌：
   • 散热焊盘连接至多层地平面
   • 添加多个散热过孔(建议≥6个)
   • θJA=36.4°C/W(4层板)
3. ‌EMI优化措施‌：
   • 栅极串联电阻控制dV/dt
   • 采用屏蔽电缆连接电机
   • 增加共模扼流圈

五、行业应用方案

1. 伺服驱动器

• ‌优势‌：
  • 集成电流检测简化FOC实现
  • 200kHz PWM支持高精度控制
• ‌典型配置‌：
  • 压摆率=50V/µs
  • OCP阈值=8A
  • 启用延迟补偿

2. 散热风扇

• ‌设计要点‌：
  • 使用3x PWM模式简化控制
  • 配置自动重试保护
  • 启用低边电流检测

3. 无人机电调

• ‌关键考虑‌：
  • 优化栅极驱动减少开关损耗
  • 使用SPI版本灵活配置参数
  • 加强散热设计

六、故障诊断指南

1. ‌常见问题排查‌：
   • ‌无输出‌：检查nSLEEP状态、VM UVLO
   • ‌电流检测异常‌：验证CSAREF电压、增益设置
   • ‌过热保护‌：检查负载电流、散热条件
2. ‌寄存器状态解读‌：
   • DEV_STS[0]=1：故障发生
   • SUP_STS[4]=1：电荷泵欠压
   • DRV_STS[6]=1：C相过流