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德州仪器DRV8243-Q1汽车级H桥驱动器技术解析

科技观察员 2025-09-24 14:23 次阅读
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Texas Instruments DRV8243-Q1汽车级H桥驱动器是一款完全集成的器件,设计用于广泛的汽车应用。设计灵活的DRV8243-Q1器件可以配置为单个全桥驱动器或两个独立半桥驱动器。该器件采用BiCMOS高功率工艺技术节点,具有出色的功率处理和热性能,同时采用紧凑的封装尺寸,易于布局,提供EMI控制、精度、电流感测、稳健性和诊断功能。

数据手册:*附件:Texas Instruments DRV8243-Q1汽车级H桥驱动器数据手册.pdf

TI DRV8243-Q1汽车级H桥驱动器提供具有可扩展 RON(电流能力)的相同引脚功能以支持不同负载。DRV8243-Q1包括一个N沟道H桥、电荷泵稳压器、高压侧电流感应和调节、电流比例输出和保护电路。通过低功耗休眠模式实现低静态电流。DRV8243-Q1的其他功能包括电压监控、负载诊断、过流和过热保护。故障状态显示于nFAULT引脚。

DRV8243-Q1驱动器有三种变体——硬连线接口:HW (H)和两个SPI接口变体:SPI(P)和SPI(S),其中SPI(P)用于外部提供的逻辑供电,SPI(S)用于内部生成的逻辑供电。SPI接口变体在器件配置和故障可观察性方面提供了更大的灵活性。

特性

  • 符合面向汽车应用的AEC-Q100标准
    • –40°C至+125°C,TA 温度等级1
  • 功能安全型
    • 可提供用于功能安全系统设计的文档
  • 运行范围:4.5V至35V(40V绝对最大值)
  • VQFN-HR封装:RON_LS + RON_HS :84mΩ
  • HVSSOP封装:RON_LS + RON_HS :98mΩ
  • IOUT 最大值 = 12A
  • PWM频率运行高达25KHz,具有自动死区时间断言
  • 可配置转换率和扩频时钟,用于低电磁干扰 (EMI)
  • 集成电流检测(无需分流电阻器
  • IPROPI引脚上成比例负载电流输出
  • 可配置电流调节
  • 保护和诊断功能,具有可配置故障反应(锁存或重试)
    • 在关断状态和导通状态下进行负载诊断,可检测开路负载和短路
    • 电源电压监控 (VM)
    • 过流保护
    • 过热保护
  • nFAULT引脚上的故障指示
  • 支持3.3V、5V逻辑输入
  • 低睡眠电流:1μA(典型值,-25°C时)
  • 3种变体:HW (H)、SPI (S)或SPI (P)
  • 可配置控制模式:
    • 使用PWM或PH/EN模式的单个全桥
    • 使用独立模式的两个半桥
  • 器件系列对照表

简化原理图

1.png

德州仪器DRV8243-Q1汽车级H桥驱动器技术解析

概述

德州仪器(TI)的DRV8243-Q1是一款专为汽车应用设计的H桥驱动器,集成了电流检测和诊断功能。作为AEC-Q100认证的器件,它适用于-40°C至+125°C的环境温度范围,满足汽车电子严苛的可靠性要求。

关键特性与规格

1. 电气特性

  • 工作电压范围:4.5V至35V(绝对最大值40V)
  • 最大输出电流:12A
  • 支持PWM频率最高达25KHz,带自动死区时间控制
  • 可配置的转换速率和扩频时钟,降低EMI

2. 集成功能

  • 集成电流检测(无需分流电阻)
  • IPROPI引脚提供比例负载电流输出
  • 可配置电流调节功能
  • 多种保护和诊断特性

3. 封装选项

  • VQFN-HR(14引脚)封装:RON_LS + RON_HS = 84mΩ
  • HVSSOP(28引脚)封装:RON_LS + RON_HS = 98mΩ

应用领域

DRV8243-Q1非常适合多种汽车应用场景:

  • 汽车有刷直流电机和电磁阀驱动
  • 车门模块、后视镜模块和座椅模块
  • 车身控制模块(BCM)
  • 电子换挡器(E-Shifter)
  • 发动机系统
  • 车载充电器

功能架构

该器件采用BiCMOS高功率工艺技术制造,提供出色的功率处理和散热能力。主要功能模块包括:

  • N沟道H桥
  • 电荷泵调节器
  • 高端电流检测与调节
  • 电流比例输出
  • 保护电路

保护与诊断功能

DRV8243-Q1提供全面的保护机制:

  • 负载诊断(关断和导通状态下均可检测开路和短路)
  • 电源(VM)电压监控
  • 过流保护
  • 过热保护
  • 通过nFAULT引脚提供故障指示

控制模式

器件支持多种控制模式配置:

  • 使用PWM或PH/EN模式的单全桥
  • 使用独立模式的双半桥
  • 三种变体:HW(H)、SPI(S)或SPI(P)
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