‌DRV8251 汽车级H桥电机驱动器技术文档总结

DRV8251器件是一个集成电机驱动器，具有N沟道H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。

该DRV8251通过比较模拟输入VREF和ISEN引脚上电流检测分流电阻两端的电压来实现电流调节功能。限制电流的能力可以显着降低电机启动和失速条件下的大电流。

低功耗睡眠模式通过关闭大部分内部电路来实现超低静态电流消耗。内部保护功能包括电源欠压锁定、输出过流和器件过热。
*附件：drv8251.pdf

该DRV8251是引脚到引脚、可扩展 R 的器件系列的一部分 DS（开） 以及电源电压选项，以最小的设计更改支持各种负载和电源轨。有关该系列中设备的信息，请参见第 5 节。在 ti.com 上查看有刷电机驱动器的完整产品组合。

特性

• N 沟道 H 桥有刷直流电机驱动器
• 4.5V 至 48V 工作电源电压范围
• 引脚到引脚，R DS（开） 、电压和电流检测/调节变体（外部分流电阻器和集成电流镜）
  • DRV8870：6.5V 至 45V，565mΩ，分流器
  • DRV8251：4.5V 至 48V，450mΩ，分流
  • DRV8251A：4.5V 至 48V，450mΩ，镜像
  • DRV8231：4.5V 至 33V，600mΩ，分流器
  • DRV8231A：4.5V 至 33V，600mΩ，镜像
• 高输出电流能力：4.1A 峰值
• 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
  • <1μA（V时） 虚拟机 = 24伏，T J = 25°C
• 小封装和占地面积
  • 带 PowerPAD™ 的 8 引脚 HSOP，4.9 × 6.0 mm
• 集成保护功能
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 锁存过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）

参数

方框图

‌1. 产品概述‌

DRV8251是德州仪器（TI）推出的4.1A有刷直流电机驱动器，集成电流调节功能，核心特性包括：

• ‌宽电压范围‌：4.5V至48V工作电压，兼容12V/24V系统。
• ‌高集成度‌：内置N沟道H桥，450mΩ MOSFET（典型值），集成电荷泵支持100%占空比。
• ‌电流调节‌：通过外部检流电阻（ISEN引脚）和VREF电压实现可编程电流限制（ITRIP = VREF / (10 × RSENSE)）。
• ‌低功耗‌：睡眠模式电流<1µA（典型值）。

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‌2. 关键特性‌

• ‌控制接口‌：支持PWM输入（最高200kHz），兼容1.8V/3.3V/5V逻辑电平。
• ‌保护功能‌：
  • 过流保护（OCP）：高/低侧独立检测，锁存模式。
  • 热关断（TSD）：阈值150°C（典型值），40°C迟滞。
  • 欠压锁定（UVLO）：4.15V（下降阈值）。
• ‌封装选项‌：8引脚HSOP（4.9mm×6.0mm），带PowerPAD™散热焊盘。

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‌3. 应用场景‌

• ‌消费电子‌：打印机、咖啡机、ATM机。
• ‌医疗设备‌：呼吸机、手术器械、电动病床。
• ‌工业控制‌：电磁阀、继电器驱动。

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‌4. 功能模块‌

• ‌H桥控制‌：支持4种工作模式（正向/反向/制动/高阻），死区时间200ns。
• ‌电流检测‌：外部检流电阻（RSENSE）需满足低电感、高功率规格（如0.2Ω/1W）。
• ‌电源管理‌：需外接0.1µF陶瓷电容（VM引脚）和47µF电解电容（推荐值）。

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‌5. 设计要点‌

• ‌热管理‌：RθJA典型值40.4°C/W（HSOP封装），需优化PCB布局（多层板+散热过孔）。
• ‌典型电路‌：见图9-1，需配置VREF电压（0-5V）和RSENSE电阻（如0.15Ω）。
• ‌故障诊断‌：通过nFAULT引脚或SPI接口（仅限SPI型号）实现故障反馈。