‌DRV8701 有刷直流电机全桥栅极驱动器技术文档总结

DRV8701是一款单H桥栅极驱动器，使用四个外部N沟道MOSFET 旨在驱动 12V 至 24V 双向有刷直流电机。

PH/EN （DRV8701E） 或 PWM （DRV8701P） 接口允许与控制器进行简单连接 电路。内部检测放大器允许可调节电流控制。栅极驱动器 包括使用固定关断时间 PWM 电流斩波来调节绕组电流的电路。
*附件：drv8701.pdf

DRV8701 驱动 9.5V V 的高侧和低侧 FETGS的门 驾驶。所有外部FET的栅极驱动电流均可通过单个外部电阻进行配置 在 IDRIVE 引脚上。

提供低功耗睡眠模式，关闭内部电路以实现 极低的静态电流消耗。可以通过将nSLEEP引脚置于低电平来设置此睡眠模式。

提供内部保护功能：欠压锁定、电荷泵故障、 过流关断、短路保护、预驱动器故障和过热。故障 条件在nFAULT引脚上指示。

特性

• 单 H 桥栅极驱动器
  • 驱动四个外部 N 沟道 MOSFET
  • 支持 100% PWM 占空比
• 5.9V至45V工作电源电压范围
• 两种控制接口选项
  • PH/EN （DRV8701E)
  • 磷WM （DRV8701P)
• 可调门驱动（5 级）
  • 6 mA 至 150 mA 源电流
  • 12.5mA 至 300mA 灌电流
• 支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
• 电流并联放大器 （20 V/V）
• 集成PWM电流调节
  • 限制电机浪涌电流
• 低功耗睡眠模式 （9 μA）
• 两个LDO稳压器，为外部元件供电
  • AVDD：4.8 V，高达 30 mA 的输出负载
  • DVDD：3.3 V，高达 30 mA 的输出负载
• 小封装和封装
  • 24引脚VQFN（PowerPAD™）
  • 4.0 × 4.0 × 0.9 毫米
• 保护特点：
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 电荷泵欠压 （CPUV）
  • 过流保护 （OCP）
  • 驱动器前故障 （PDF）
  • 热关断 （TSD）
  • 故障条件输出 （nFAULT）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动架构‌：单H桥栅极驱动器，支持驱动4个外部N沟道MOSFET，集成电流调节、PWM斩波控制及低功耗睡眠模式。
• ‌关键参数‌：
  • ‌电压范围‌：5.9V至45V宽输入，支持100% PWM占空比。
  • ‌控制接口‌：PH/EN（DRV8701E）或PWM（DRV8701P）可选。
  • ‌栅极驱动电流‌：可调（6mA至150mA源电流，12.5mA至300mA灌电流）。
• ‌集成功能‌：
  • 电流分流放大器（增益20 V/V）。
  • 双LDO稳压器（4.8V/30mA和3.3V/30mA输出）。
  • 低功耗睡眠模式（静态电流9μA）。

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‌2. 保护机制‌

• ‌电源故障‌：VM欠压锁定（UVLO，阈值5.9V）、电荷泵欠压（CPUV）。
• ‌过流保护‌（OCP）：通过监测外部MOSFET的VDS或分流电阻电压（阈值1V）。
• ‌热关断‌（TSD）：结温超过150°C时关闭输出，降温后自动恢复。
• ‌故障指示‌：nFAULT引脚输出低电平信号。

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‌3. 典型应用‌

• ‌工业设备‌：机器人、工业泵阀、电动工具。
• ‌消费电子‌：家用自动化设备、手持吸尘器。
• ‌优势场景‌：需精确电流控制或低功耗待机的12V-24V有刷电机驱动。

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‌4. 设计要点‌

• ‌电流调节‌：
  • 公式：ICHOP = (VREF ± VOFF) / (AV × RSENSE)，其中AV=20 V/V，VOFF≈50mV。
  • 示例：RSENSE=50mΩ时，3A斩波电流需VREF≈3.05V。
• ‌栅极驱动配置‌：
  • 通过IDRIVE引脚电阻设置驱动强度（如33kΩ对应12.5mA/25mA）。
  • 支持外部MOSFET栅极电荷高达200nC（40kHz PWM下）。
• ‌散热设计‌：
  • 24引脚VQFN（PowerPAD™）封装，推荐4层板散热。
  • 结至环境热阻：34.8°C/W（无散热优化时）。

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‌5. 功能模式‌

• ‌控制逻辑‌：
  • ‌DRV8701E‌：PH/EN接口支持正转/反转/刹车模式。
  • ‌DRV8701P‌：PWM接口支持并行模式（电流能力翻倍）。
• ‌工作模式‌：
  • 正常模式：H桥驱动，支持PWM斩波。
  • 睡眠模式：关闭所有功能，静态电流9μA。

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‌6. 封装与型号‌

• ‌封装‌：24引脚VQFN（4.0×4.0×0.9mm，带PowerPAD）。
• ‌型号选项‌：
  • DRV8701E：PH/EN控制接口。
  • DRV8701P：PWM控制接口。

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‌总结‌：DRV8701是一款高集成度的有刷电机驱动器，其可调栅极驱动和内置电流调节特性适用于需要动态性能优化的工业场景。设计时需重点配置IDRIVE电阻、VREF电压及散热布局。