德州仪器DRV8329三相BLDC栅极驱动器深度解析与应用指南
Texas Instruments DRV8329/DRV8329-Q1三相BLDC栅极驱动器提供三个器件，每个器件均能够驱动高侧和低侧N沟道功率MOSFET。DRV8329驱动器使用内部电荷泵生成正确的栅极驱动电压，并使用自举电路增强高侧MOSFET。此外，还包括一个涓流电荷泵，具有100%占空比。
数据手册：
栅极驱动器的架构可维持高达1A拉电流和2A灌电流的峰值栅极驱动电流。TI DRV8329/DRV8329-Q1栅极驱动器可由单电源供电运行，支持4.5V至60V的宽输入电源电压范围。DRV8329/DRV8329-Q1上的6x和3x PWM模式可轻松连接控制器电路。该器件具有集成的精确3.3V LDO，可用于为外部控制器和CSA基准供电。设备的配置设置可通过硬件 (H/W) 引脚进行配置。DRV8329/DRV8329-Q1器件集成了低侧电流检测放大器，可对驱动级所有三个相位的电流总和进行电流检测。
提供低功耗睡眠模式，可通过关断大部分内部电路来实现低静态电流。该器件提供内部保护功能，用于欠压锁闭、GVDD故障、MOSFET过流、MOSFET短路和过热保护。nFAULT引脚上显示故障情况。
DRV8329-Q1符合汽车应用类AEC-Q100标准。
特性
- 符合汽车应用类AEC-Q100标准：
- TA温度等级1：-40°C至125°C~~
- 65V三相半桥栅极驱动器
- 驱动3个高侧和3个低侧N通道MOSFET (NMOS)
- 工作电压范围：4.5V至60V
- 支持100% PWM占空比，带涓流电荷泵
- 基于自举的栅极驱动器架构
- 最大峰值拉电流：1000mA
- 最大峰值灌电流：2000mA
- 集成电流检测放大器，具有低输入失调（针对1个分流器进行了优化）
- 可调增益（5V、10V、20V、40V/V）
- 硬件接口提供简单配置
- 超低功耗睡眠模式：<1uA（+25°C时）
- 相间传播延迟匹配：4ns（典型值）
- 独立驱动器关断路径 (DRVOFF)
- 可耐受65V电压的唤醒引脚 (nSLEEP)
- 支持SHx上高达-10V负瞬态电压
- 6x和3x PWM模式
- 支持3.3V和5V逻辑输入
- 精确LDO (AVDD)，3.3V ±3%，80mA
- 紧凑型QFN封装和占位尺寸
- 通过VDSLVL引脚可调VDS过流阈值
- 通过DT引脚可调死区时间
- 高效的系统设计，带电源模块
- 集成保护特性
- PVDD欠压闭锁 (PVDDUV)
- GVDD欠压 (GVDDUV)
- 自举欠压 (BST_UV)
- 过流保护（VDS_OCP、SEN_OCP）
- 热关断 (OTSD)
- 故障状态指示器 (nFAULT)
框图
德州仪器DRV8329三相BLDC栅极驱动器深度解析与应用指南
一、核心特性与产品定位
- 宽电压驱动能力
- 支持4.5-60V输入电压范围，兼容12V/24V/48V工业系统
- 集成65V耐压半桥驱动，支持100% PWM占空比（集成涓流充电泵）
- 高集成度设计
- 三路独立半桥驱动（1A源电流/2A灌电流）
- 内置3.3V LDO（80mA输出）和12V电荷泵稳压器
- 低功耗睡眠模式（<1μA @25℃）
- 先进保护机制
- 多重电压监控（PVDD/GVDD/BST UVLO）
- VDS过流保护（0.1-2.5V可调阈值）
- 热关断保护（170℃典型值）
二、关键电路设计要点
1. 栅极驱动架构
- 自举电路设计
- 推荐1μF/25V陶瓷电容（BSTx-SHx）
- 电压降计算：ΔVBST = VGVDD - VBOOTD - VBST_UV = 12V - 0.85V - 4.45V = 6.7V
- 死区时间配置
- 通过DT引脚外接电阻调节（100ns-2000ns）
计算公式：RDT(kΩ) = (Deadtime(ns)/5) - 10kΩ
- 通过DT引脚外接电阻调节（100ns-2000ns）
2. 电流检测系统
- 低边电流放大器
- 布局规范
- SP/SN走线需对称（长度偏差<1mm）
- SO输出建议增加RC滤波器（如330Ω+470pF）
三、PCB布局规范
- 功率回路设计
- 栅极驱动走线宽度≥15mil
- PVDD-GND回路面积最小化
- 热管理方案
- 热焊盘连接至4层板地平面
- 满负载时θJA=47.3°C/W（需辅助散热）
- EMI优化
- 关键信号线包地处理
- 相位节点增加RC缓冲电路（典型值：10Ω+1nF）
四、选型对比
| 型号 | 工作模式 | 特色功能 | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| DRV8329A | 6x PWM | 可调死区时间 | 高精度伺服驱动 |
| DRV8329B | 3x PWM | 简化控制接口 | 低成本工具电机 |
| DRV8329-Q1 | 车规版本 | AEC-Q100认证 | 新能源汽车电控 |
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