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‌DRV8421 18V 2A双H桥步进电机驱动器技术文档总结

科技绿洲 2025-10-11 15:15 次阅读
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该DRV8421为家用电器和其他机电一体化应用提供双 H 桥电机驱动器。该器件可用于驱动一个或两个直流电机、一个双极步进电机或其他负载。简单的PWM接口可轻松连接控制器电路。

每个 H 桥驱动器的输出模块由配置为全 H 桥的 N 沟道功率 MOSFET 组成,用于驱动电机绕组。该DRV8421能够从每个输出驱动最大电流 2A,或在并联模式下驱动 4A 的最大电流(在适当的散热器下,在 12V 和 TA = 25°C 时)。
*附件:drv8421.pdf

该器件包含两个版本,具有 4 线输入 (DRV8421A) 或 2 线输入 (DRV8421B)。2线输入版本(DRV8421B)包含使能和故障检测等功能,而4线输入版本(DRV8421A)可以根据信号驱动四个半桥到四个输入端子。2线输入版本还提供低功耗睡眠模式。它关闭内部电路以实现极低的静态电流消耗。可以通过将使能引脚拉低来设置此睡眠模式。

提供UVLO、OCP、短路保护和过热的内部保护功能。故障情况由DRV8421B中的nFAULT引脚(2线输入器件)指示。

特性

  • 双 H 桥电机驱动器
    • 单/双有刷直流
    • 步 进
    • 螺线管
  • 4 至 18V 工作电源电压范围
  • 低导通电阻:HS + LS = 900mΩ(典型值,25°C)
  • 每个 H 桥的高输出电流
    • 12V和TA = 25°C时最大驱动器电流为2A
    • 提供并联模式,在 12V 和 TA = 25°C 时能够提供 4A 的最大驱动电流
  • 设备版本:
    • DRV8421A(4 线输入):独立半桥控制
    • DRV8421B(2线输入):睡眠模式,故障检测
  • 类似的低压步进驱动器:
    • DRV8410:1.65 至 11V (800mΩ RDS(ON))
    • DRV8411:1.65 至 11V (400mΩ RDS(ON))
    • DRV8411A:1.65 至 11V (400mΩ RDS(ON))
  • PWM控制接口
  • 低电流3μA睡眠模式(仅限2线输入版本)
  • 热增强型表面贴装封装
  • 保护功能
    • VM 欠压锁定 (UVLO)
    • 过流保护 (OCP)
    • 热关断 (TSD)
    • 故障状态指示引脚 (nFAULT)(仅限 2 线输入版本)

参数
image.png

方框图

image.png

一、核心产品概述

  • 型号‌:DRV8421(A/B双版本,AEC-Q100汽车级认证
  • 功能‌:集成双H桥驱动器,支持步进电机/直流电机/电磁阀驱动
  • 关键特性‌:
    • 宽电压范围‌:4V至18V工作电压
    • 高输出能力‌:
      • 单H桥峰值电流2A(12V/25°C)
      • 并联模式可达4A(需散热支持)
    • 低导通电阻‌:HS+LS合计900mΩ(典型值,25°C)
    • 版本差异‌:
      • DRV8421A:4线独立半桥控制
      • DRV8421B:2线控制,集成睡眠模式/故障检测(nFAULT引脚)

二、关键技术创新

  1. 灵活驱动配置
    • 支持双直流电机或单步进电机(全步/半步模式)
    • 并联模式通过引脚绑定实现电流倍增
  2. 高效功耗管理
    • 睡眠模式电流低至3μA(仅DRV8421B)
    • 内置电荷泵驱动高边MOSFET
  3. 多重保护机制
    • 过流保护(OCP)、热关断(TSD)、欠压锁定(UVLO)
    • DRV8421B提供nFAULT开漏输出故障指示

三、典型应用


四、电气参数

参数典型值
工作温度范围-40°C至125°C
PWM频率上限250kHz
唤醒时间(DRV8421B)1ms
热阻(HVSSOP封装)62.5°C/W

五、设计要点

  1. 电源设计
    • VM引脚需并联10μF+0.1μF电容(耐压≥18V)
    • 布局时优先缩短功率回路路径
  2. 散热建议
    • HVSSOP封装需通过散热焊盘连接至PCB地平面
    • 持续2A输出时建议环境温度≤85°C
  3. 模式配置
    • 全步模式:IN1/IN2 50%占空比正交信号
    • 半步模式:25%/75%交替占空比

六、封装选项

  • DRV8421A‌:10引脚HVSSOP(3mm×3mm)或SSOP(3.9mm×4.9mm)
  • DRV8421B‌:同封装,增加nFAULT引脚
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