Texas Instruments DRV8300U三相栅极驱动器设有三个半桥栅极驱动器，电压为100V，每个均可驱动高侧和低侧N通道功率MOSFET。DRV8300UD使用集成式自举二极管和外部电容器为高侧MOSFET生成正确的栅极驱动电压。GVDD用于为低侧MOSFET生成栅极驱动电压。其栅极驱动架构支持高达750mA拉电流和1.5A灌电流。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8300U三相智能栅极驱动器数据手册.pdf

相位引脚SHx可耐受重大负电压瞬变。同时，高侧栅极驱动器电源BSTx和GHx支持更高的正电压瞬变（125V绝对最大值），从而提高系统的稳健性。较小传播延迟和延迟匹配性能规格可最大限度地降低死区时间要求，进一步提高了效率。通过GVDD和BST欠压锁定为Texas Instruments DRV8300U低侧和高侧提供欠压保护。

特性

• 100V三相半桥栅极驱动器
  • 驱动N沟道MOSFET (NMOS)
  • 栅极驱动器电源 (GVDD)：5V至20V
  • MOSFET电源 (SHx) 支持高达100V
• 集成式自举二极管（DRV8300UD器件）
• 支持反相和同相INLx输入
• 自举栅极驱动架构
  • 拉电流：750mA
  • 灌电流：1.5A
• 支持高达15s电池供电应用
• 更高的BSTUV（8V典型值）和 VDDUV （7.6V 典型值）阈值，以支持标准 MOSFET
• SHx引脚上低漏电流 (<55µA)
• 绝对最大BSTx电压高达125V
• 支持SHx引脚上高达-22V负瞬态电压
• 内置防交叉传导功能
• 通过DT引脚可调死区时间，用于QFN封装型号
• TSSOP封装型号的固定死区时间插入为200nS
• 支持3.3V和5V逻辑输入，最大绝对电压为20V
• 4nS典型传播延迟匹配
• 紧凑型QFN和TSSOP封装
• 高效的系统设计，带电源模块
• 集成保护特性
  • BST欠压闭锁 (BSTUV)
  • GVDD欠压 (GVDDUV)

简化示意图

DRV8300U三相智能栅极驱动器技术解析与应用指南

一、产品概述与核心特性

DRV8300U是德州仪器(TI)推出的一款100V三相BLDC栅极驱动器，专为无刷直流电机控制设计，具有以下突出特点：

• ‌高电压驱动能力‌：
  • 支持100V三相半桥驱动
  • 栅极驱动电源(GVDD)范围：5-20V
  • MOSFET电源(SHx)支持高达100V
• ‌集成设计‌：
  • DRV8300UD型号集成自举二极管
  • 支持反相和非反相INLx输入
  • 紧凑型QFN(4×4mm)和TSSOP(6.5×4.4mm)封装
• ‌驱动性能‌：
  • 750mA源电流/1.5A灌电流能力
  • 典型传播延迟匹配仅4ns
  • 支持高达200kHz PWM频率
• ‌全面保护功能‌：
  • 自举欠压锁定(BSTUV)
  • GVDD欠压保护(GVDDUV)
  • 交叉传导预防
  • 支持SHx引脚-22V负瞬变

二、关键电气参数

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压范围	VGVDD	8.7	-	20	V
高侧源极电压	VSHx	-2	-	85	V
自举电压	VBSTx	5	-	105	V
传播延迟	INHx/INLx到GHx/GLx	70	125	180	ns
峰值源电流	高侧	400	750	1200	mA
峰值灌电流	低侧	850	1500	2100	mA

三、架构与功能解析

3.1 驱动架构

DRV8300U采用三相半桥驱动架构：

1. 每相包含高侧(GHx)和低侧(GLx)驱动通道
2. 高侧驱动采用自举电容供电架构
3. 低侧驱动直接由GVDD供电
4. 集成交叉传导预防逻辑

3.2 工作模式控制

• ‌正常模式‌：全功能运行，GHx/GLx响应输入信号
• ‌保护模式‌：在GVDD或BST欠压时自动进入Hi-Z状态
• 通过MODE引脚(仅QFN封装)配置GLx极性：
  • 浮空：非反相模式
  • 接GVDD：反相模式

3.3 死区时间控制

• ‌TSSOP封装‌：固定200ns死区时间
• ‌QFN封装‌：通过DT引脚可调死区时间(200-2000ns)
  • 计算公式：RDT(kΩ) = 5 × tDEAD(ns)

四、典型应用设计

4.1 电动工具驱动设计

‌关键元件选型‌：

1. ‌自举电路‌：
   • 推荐100nF X7R陶瓷电容(CBOOT)
   • 自举二极管(DRV8300UD已集成)
   • GVDD电容≥10×CBOOT(典型1μF)
2. ‌栅极电阻‌：
   • 根据MOSFET Qg选择(如CSD19532Q5B需15Ω)
   • 平衡开关速度与EMI
3. ‌布局要点‌：
   • 自举电容尽量靠近BSTx/SHx引脚
   • 采用星型接地减少环路电感
   • 敏感信号远离功率回路

4.2 参数计算示例

1. ‌自举电容计算‌：
   ΔVBST = VGVDD - VBOOTD - VBSTUV
   = 12V - 0.85V - 4.5V = 6.65V
   CBOOT_min = QG/ΔVBST = 59nF (推荐100nF)
2. ‌死区电阻选择‌：
   如需500ns死区时间：
   RDT = 5 × 500 = 2.5kΩ

五、行业应用场景

1. ‌电动交通工具‌：
   • 电动自行车/滑板车
   • 低速电动汽车
2. ‌家用电器‌：
   • 无绳吸尘器
   • 园林工具
3. ‌工业设备‌：
   • 伺服驱动器
   • 物流机器人
4. ‌消费电子‌：
   • 无人机
   • RC玩具

六、设计注意事项

1. ‌热管理建议‌：
   • VQFN封装RθJA=49.3°C/W
   • 确保充分的热焊盘连接
   • 多层PCB改善散热
2. ‌EMC设计‌：
   • 每相添加铁氧体磁珠
   • 采用π型滤波器抑制高频噪声
   • 避免直角走线
3. ‌保护设计‌：
   • SHx引脚添加TVS二极管
   • 电源端配置负载突降保护
   • 实现软件看门狗定时器