Texas Instruments DRV8251 4.1A有刷直流电机驱动器是一款集成电机驱动器，具有N沟道半桥、电荷泵、电流调节和保护电路。电荷泵通过支持N沟道MOSFET半桥和100%占空比驱动来提高效率。DRV8251通过比较ISEN引脚上电流检测分流电阻器上的模拟输入V~~REF~~和电压来进行电流调节限流能力可显著降低电机启动和失速情况下的大电流。

数据手册；*附件：Texas Instruments DRV8251 4.1A有刷直流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。内部保护特性包括电源欠压闭锁、输出过流和器件过热。Texas Instruments DRV8251是一系列器件的一部分，具有引脚对引脚、可扩展R ~~DS(on)~~ 和电源电压选项，支持各种负载和电源轨，设计变化极小。

特性

N通道H桥有刷直流电机驱动器
工作电源电压范围：4.5V至48V
引脚对引脚、R ~~DS(on)~~ 、电压和电流检测/调节型号（外部分流电阻器和集成电流镜）
- 支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
集成电流调节
低功率睡眠模式
- <1µA（V VM =24V，T J =25°C时）
小型封装尺寸和占位面积
8引脚HSOP封装，带有PowerPAD™，4.9mm × 6.0mm
集成保护特性
- VM欠压闭锁 (UVLO)
- 锁存过流保护 (OCP)
- 热关断 (TSD)

功能框图

基于DRV8251的有刷直流电机驱动器技术解析与应用

一、DRV8251概述

DRV8251是德州仪器(TI)推出的一款高性能有刷直流电机驱动器，属于其电机驱动器产品线中的重要成员。这款集成式驱动器采用N沟道H桥架构，具有4.5V至48V的宽工作电压范围和4.1A的峰值输出电流能力。

主要特性

‌高效能设计‌：450mΩ(典型值)的RDS(on)显著降低导通损耗
‌灵活供电‌：支持4.5V至48V宽电压输入范围
‌智能保护‌：集成欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)和热关断(TSD)
‌低功耗模式‌：睡眠模式下电流小于1μA
‌紧凑封装‌：8引脚HSOP带PowerPAD™封装(4.9×6.0mm)

二、核心技术解析

2.1 电流调节功能

DRV8251的核心创新之一是其集成的电流调节系统。通过外部检测电阻(ISEN引脚)和VREF引脚的模拟电压输入，驱动器可以精确控制电机电流：

ITRIP = AV × (VREF/RSENSE) = 10 × (VREF/RSENSE)

这一特性对于限制电机启动和堵转时的大电流尤为重要，能有效保护电机和驱动电路。

2.2 PWM控制接口

器件支持高达200kHz的PWM控制频率，兼容1.8V、3.3V和5V逻辑输入。通过IN1和IN2引脚的不同组合，可实现四种工作模式：

‌正转驱动‌ (IN1=1, IN2=0)
‌反转驱动‌ (IN1=0, IN2=1)
‌制动模式‌ (IN1=1, IN2=1)
‌滑行模式‌ (IN1=0, IN2=0)

2.3 保护机制

DRV8251集成了多重保护功能：

‌VM欠压锁定‌：当电源电压低于4.15V(典型值)时自动禁用输出
‌过流保护‌：峰值电流超过阈值(3.7A@4.5≤VM<5.5V或4.1A@VM≥5.5V)时触发保护
‌热关断‌：结温超过175°C时自动关断，温度下降40°C后恢复

三、典型应用设计

3.1 电机驱动电路设计

典型应用电路包含以下关键元件：

‌电源滤波‌：0.1μF陶瓷电容+47μF电解电容组合
‌电流检测‌：低感值、高功率额定值的表面贴装电阻(如0.2Ω/2W)
‌散热设计‌：充分利用PowerPAD™，通过多层接地平面和多个过孔散热

3.2 堵转检测方案

通过外部电流检测放大器监测ISEN引脚电压，可实现智能堵转检测：

使用运算放大器(如TLV6001)放大检测电阻两端电压
微控制器 ADC读取放大后的信号
软件设定堵转阈值和检测时序，避免误判启动浪涌电流

3.3 继电器驱动应用

DRV8251同样适用于驱动单线圈和双线圈继电器：

‌单线圈继电器‌：利用H桥的正反转功能控制继电器状态
‌双线圈继电器‌：将中心抽头接VM，仅需使用两个低侧驱动

四、选型指南

DRV8251属于TI有刷直流电机驱动器系列产品，与其他型号对比：

型号	供电电压	RDS(on)	电流反馈方式	封装
DRV8870	6.5-45V	565mΩ	外部分流电阻	HSOP
DRV8251	4.5-48V	450mΩ	外部分流电阻	HSOP
DRV8251A	4.5-48V	450mΩ	内部电流镜(IPROPI)	HSOP/WSON
DRV8231	4.5-33V	600mΩ	外部分流电阻	HSOP