‌DRV8711 步进电机控制器技术文档总结

DRV8711器件是一个步进电机控制器，它使用外部 N 沟道 MOSFET 驱动一个双极步进电机或两个有刷直流电机。集成了微步进索引器，能够实现从全步到 1/256 步的步进模式。

使用自适应消隐时间和各种电流衰减模式（包括自动混合衰减模式）可以实现超平滑的运动曲线。通过可选的反电动势输出报告电机失速。
*附件：drv8711.pdf

简单的阶跃/方向或PWM接口允许轻松连接到控制器电路。SPI串行接口用于对器件作进行编程。输出电流（转矩）、阶跃模式、衰减模式和失速检测功能均可通过SPI串行接口进行编程。

提供内部关断功能，用于过流保护、短路保护、欠压锁定和过热。故障情况通过 FAULTn 引脚指示，每个故障情况通过 SPI 的专用位报告。

该DRV8711采用带导热垫的 PowerPAD™ 38 引脚 HTSSOP 封装（环保：RoHS 且无 Sb/Br）。

特性

• 脉宽调制 （PWM） 微步进电机驱动器
  • 内置 1/256 步微步进分度器
  • 驱动外部 N 沟道 MOSFET
  • 可选的 STEP/DIR 引脚
  • 直流电机的可选PWM控制接口
• 灵活的衰减模式，包括自动混合衰减模式
• 失速检测，可选 BEMF 输出
• 高度可配置的SPI串行接口
• 内部基准电压源和扭矩DAC
• 8V 至 52V 工作电源电压范围
• 可扩展的输出电流
• 热增强型表面贴装封装
• 能够承受 10mA 负载的 5V 稳压器
• 保护和诊断功能
  • 过流保护 （OCP）
  • 过温关断 （OTS）
  • 欠压锁定 （UVLO）
  • 单个故障状态指示位
  • 故障状态指示引脚

参数

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动能力‌：
  • 集成微步进索引器（支持1/256步进分辨率）
  • 外接N沟道MOSFET驱动双极步进电机或2个有刷直流电机
  • 工作电压范围：8V至52V，峰值输出电流7A
• ‌控制模式‌：
  • 支持STEP/DIR接口或SPI编程控制
  • 可配置PWM斩波电流、衰减模式（快衰减/慢衰减/自动混合衰减）
• ‌保护功能‌：
  • 过流保护（OCP）、过热关断（OTS）、欠压锁定（UVLO）
  • 故障状态通过FAULTn引脚和SPI寄存器指示

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‌2. 关键模块‌

• ‌电流调节‌：
  • 固定关断时间PWM控制，关断时间可调（500ns~128μs）
  • 电流检测放大器增益可选（5/10/20/40倍）
  • 计算公式：ICHOP = 2.75V × TORQUE / (256 × ISGAIN × RSENSE)
• ‌衰减模式‌：
  • 支持快衰减（电流快速下降）、慢衰减（低纹波）、自动混合衰减（动态切换）
  • 混合衰减模式下可设置快衰减持续时间（TDECAY）
• ‌栅极驱动‌：
  • 可调驱动强度（源极50-200mA，漏极100-400mA）
  • 死区时间可配置（400-850ns）

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‌3. 典型应用‌

• ‌场景‌：
  • 办公自动化设备、工业机器人、纺织机械
  • 需精密运动控制的场景（如医疗设备、3D打印机）
• ‌设计要点‌：
  • ‌布局‌：VM引脚需紧贴0.01μF陶瓷电容，VCP引脚接1μF电容
  • ‌MOSFET选型‌：栅极电荷需满足Qg < 20mA × (2×DTIME + TBLANK + TOFF)/4
  • ‌失速检测‌：通过反电动势采样实现，支持内部阈值比较或外部MCU处理

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‌4. 寄存器配置‌

寄存器	功能	关键参数
CTRL	控制模式	步进模式（MODE）、使能位（ENBL）
TORQUE	电流设置	扭矩比例（TORQUE）、采样时间（SMPLTH）
OFF	PWM控制	关断时间（TOFF）、PWM模式（PWMMODE）
STALL	失速检测	阈值（SDTHR）、分频比（VDIV）

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‌5. 封装与性能‌

• ‌HTSSOP-38封装‌（带PowerPAD散热焊盘）
• 工作温度：-40°C至85°C
• 热阻：θJA=32.7°C/W（需优化PCB散热设计）

‌总结‌：DRV8711是一款高集成度步进电机控制器，通过灵活的SPI编程和外部MOSFET驱动，适用于需要精密运动控制的高可靠性场景。其核心优势在于可配置的微步进、智能衰减模式和全面的保护功能。