德州仪器DRV8410双路半桥电机驱动器技术解析与应用指南

Texas Instruments DRV8410双路半桥电机驱动器管理一个或两个直流有刷电机、一个步进电机、螺线管或其他电感负载。借助三电荷泵，DRV8410可在低至1.65V电压下工作，以适应1.8V电源轨和低电池电量条件。电荷泵集成了所有电容器，并提供100%占空比运行。同时，输入和输出可以并联，以一半的RDS(ON) 驱动大电流有刷DC电机。该器件通过将内部基准电压与xISEN引脚上的电压进行比较来实现电流调节，该电压与通过外部检测电阻的电机电流成比例。限制电流可显著降低电机启动和失速条件下的大电流。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8410双路半桥电机驱动器数据手册.pdf

低功耗休眠模式通过关断大部分内部电路来实现超低静态电流消耗。内部保护特性包括欠压、过流和过热。DRV8410属于具有引脚对引脚、可扩展RDS(ON) 选项的器件系列，可以通过最少的设计变更来支持各种负载。

特性

• 双路半桥电机驱动器，可以驱动 -
  • 一个双极步进电机
  • 一个或两个有刷直流电机
  • 螺线管和其他电感负载
• 低导通电阻：HS + LS =800mΩ（典型值，25°C）
• 宽电源电压范围：1.65V至11V
• 引脚对引脚兼容 -
  • DRV8833：360mΩ/桥
  • DRV8833C：1735mΩ/桥
  • DRV8847：1000MΩ/桥
  • DRV8411：400mΩ/桥
  • DRV8411A：400mΩ/桥
• 2.5A峰值高输出电流能力
• PWM控制接口
• 支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
• 集成电流调节
• 低功耗睡眠模式：≤30nA（VVM = 5V、TJ = +25°C时）
• 小型封装尺寸和占位面积
  • 带PowerPAD™的16引脚HTSSOP，5.0mm x 4.4mm
  • 带PowerPAD™的16引脚WQFN，3.0mm × 3.0mm
• 集成保护特性
  • VM欠压闭锁 (UVLO)
  • 自动重试过流保护 (OCP)
  • 热关断 (TSD)
  • 故障指示引脚(nFAULT)

简化示意图

功能框图

德州仪器DRV8410双路半桥电机驱动器技术解析与应用指南‌

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一、核心特性与产品定位

1. ‌双H桥集成设计‌
   • 支持1.65-11V宽电压输入，可驱动单台双极性步进电机或两台有刷直流电机
   • 低导通电阻：HS+LS=800mΩ（典型值@25℃），峰值输出电流2.5A
   • 与DRV8833/DRV8847等器件引脚兼容，便于系统升级
2. ‌智能功率管理‌
   • 集成电荷泵支持100%占空比工作
   • 超低功耗睡眠模式（≤30nA @VVM=5V）
   • 3.3V/5V逻辑电平兼容输入
3. ‌多重保护机制‌
   • 电源欠压锁定（UVLO：1.6V上升阈值）
   • 自动重试过流保护（OCP响应时间4.2μs）
   • 热关断保护（TSD阈值170℃典型值）

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二、关键电路设计要点

1. 电流调节系统

• ‌外部检测电阻配置‌
  VTRIP=200mV典型值，计算公式：
  RSENSE = 0.2V / ITRIP
  例如需限制电流为1A时，选择200mΩ电阻
• ‌工作时序控制‌
  • 消隐时间（tBLANK）：1.8μs
  • 关断时间（tOFF）：20μs
  • 抗干扰时间（tDEG）：1μs

2. 功率回路设计

• ‌布局规范‌
  • VM电源走线宽度≥1mm
  • 每个H桥需配置10μF+0.1μF去耦电容
  • 热焊盘必须连接至PCB地平面（θJA=48.3°C/W @HTSSOP封装）

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三、典型应用方案

1. 步进电机驱动

‌配置参数示例‌

• 电机参数：34Ω绕组电阻/33mH电感
• 电流设置：RSENSE=400mΩ（对应ITRIP=500mA）
• 控制模式：
  • 全步进：两相90°相位差方波
  • 半步进：可选用快衰减（Coast模式）或慢衰减（Brake模式）

2. 有刷电机并联驱动

‌高电流配置方案‌

• 将A/B桥并联使用：
  • AIN1与BIN1短接，AIN2与BIN2短接
  • AOUT1与BOUT1并联，AOUT2与BOUT2并联
• 注意：并联模式下需禁用电流调节功能

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四、热管理设计

‌参数‌	‌HTSSOP封装‌	‌WQFN封装‌
结到环境热阻	48.3°C/W	55°C/W
最大持续电流@TA=25°C	1.2A	0.9A

‌散热优化建议‌

• 4层板设计时GND层面积≥8cm²
• 满负载运行需增加散热片（如θJA>35°C/W）

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五、选型对比指南

型号	RDS(on)	特色功能	适用场景
DRV8410	800mΩ	基础版本	低成本玩具/锁具
DRV8411	400mΩ	低导通电阻	工业自动化设备
DRV8833	360mΩ	小封装(HTSSOP-16)	空间受限应用