‌DRV8824步进电机控制器技术文档总结

该DRV8824为打印机、扫描仪和其他自动化设备应用提供集成电机驱动器解决方案。该器件具有两个 H 桥驱动器和一个微步进分度器，旨在驱动双极步进电机。输出驱动器模块由配置为全H桥的N沟道功率MOSFET组成，用于驱动电机绕组。该DRV8824能够从每个输出驱动高达 1.6 A 的电流（在 24 V 和 25°C 下具有适当的散热器）。

简单的STEP/DIR接口允许轻松连接控制器电路。模式引脚允许将电机配置为全步至1/32步模式。衰减模式是可配置的，以便可以使用慢衰减、快速衰减或混合衰减。提供低功耗睡眠模式，可关闭内部电路，以实现极低的静态电流消耗。可以使用专用的 nSLEEP 引脚设置此睡眠模式。

提供过流、短路、欠压锁定和过温的内部关断功能。故障情况通过nFAULT引脚指示。
*附件：drv8824.pdf

特性

• PWM微步进步进电机驱动器
  • 内置微步进索引器
  • 高达 1/32 微步进
• 多种衰减模式：
  • 混合衰减
  • 缓慢衰减
  • 快速衰减
• 8.2V至45V工作电源电压范围
• 24 V 和 T 时的最大驱动电流为 1.6A 一个 = 25°C
• 简单的 STEP/DIR 接口
• 低电流睡眠模式
• 内置3.3V基准输出
• 小封装和封装
• 保护特点：
  • 过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）
  • VMx 欠压锁定 （UVLO）
  • 故障状态指示引脚 （nFAULT）

参数

方框图

一、产品概述‌
DRV8824是德州仪器推出的PWM微步进步进电机控制器IC，专为打印机、扫描仪和其他自动化设备设计。该器件采用热增强型表面贴装封装，集成完整的电机驱动解决方案，包含双H桥驱动器和微步进索引器，用于驱动双极步进电机。

‌二、核心特性‌

• ‌微步进控制‌：
  • 内置微步进索引器，最高支持1/32微步进
  • 支持多种步进模式：全步、1/2、1/4、1/8、1/16、1/32步进
• ‌电源电压范围‌：8.2V至45V工作电压
• ‌输出电流能力‌：最大1.6A驱动电流（24V、25°C条件下）
• ‌导通电阻‌：
  • 高边+低边MOSFET：典型0.63Ω（25°C）
  • 高边+低边MOSFET：最大0.90Ω（85°C）
• ‌衰减模式‌：支持混合衰减、慢衰减、快速衰减
• ‌接口设计‌：简单的STEP/DIR接口
• ‌低功耗睡眠模式‌
• ‌内置3.3V参考输出‌
• ‌保护功能‌：
  • 过流保护（OCP）
  • 热关断（TSD）
  • VMx欠压锁定（UVLO）
  • 故障状态指示引脚（nFAULT）

‌三、技术规格‌

‌3.1 电气参数‌

• ‌工作电压‌：8.2V至45V
• ‌最大驱动电流‌：1.6A（24V、25°C）
• ‌PWM频率‌：最高50kHz
• ‌V3P3OUT输出电压‌：3.30V至3.50V
• ‌逻辑输入电压‌：
  • 低电平：0V至0.7V
  • 高电平：2V至5.25V
• ‌电流检测跳变电压‌：660mV至685mV（V(xVREF)=3.3V，100%电流设置）

‌3.2 封装选项‌

• ‌ HTSSOP（28引脚） ‌：9.70mm×6.40mm
• ‌ VQFN（28引脚） ‌：5.00mm×5.00mm

‌3.3 热性能‌

• ‌HTSSOP封装‌：
  • 结到环境热阻：38.9°C/W
  • 结到外壳热阻：23.3°C/W
• ‌VQFN封装‌：
  • 结到环境热阻：35.8°C/W
  • 结到外壳热阻：25.1°C/W

‌四、功能描述‌

‌4.1 PWM电机驱动‌
器件包含两个带有电流控制PWM电路的H桥电机驱动器，所有VMx引脚必须连接到相同的电机电源电压。

‌4.2 电流调节‌
采用固定频率PWM电流调节（电流斩波），通过比较电流检测电阻电压（乘以5倍）与参考电压来设置斩波电流。

‌电流计算公式‌：
ICHOP = V(xREF) / (5 × RISENSE)

‌4.3 衰减模式‌

• ‌慢衰减‌：DECAY引脚为低电平
• ‌混合衰减‌：DECAY引脚开路（默认）
• ‌快速衰减‌：DECAY引脚为高电平

‌4.4 消隐时间‌
固定消隐时间为3.75μs，同时设置PWM的最小导通时间。

‌4.5 微步进索引器‌
内置索引器逻辑支持多种步进配置，通过MODE0-MODE2引脚设置步进格式。

‌4.6 控制引脚功能‌

• ‌nRESET‌：低电平有效，复位内部逻辑，重置步进表到初始位置
• ‌nENBL‌：低电平有效，使能输出驱动器和索引器
• ‌nSLEEP‌：低电平有效，进入低功耗睡眠模式

‌五、引脚功能详解‌

‌5.1 电源和接地引脚‌

• GND（14,28）：器件接地
• VMA（4）、VMB（11）：桥式电源供电
• V3P3OUT（15）：3.3V稳压器输出

‌5.2 控制引脚‌

• nENBL（21）、BENBL（22）：桥使能
• STEP（25）：步进输入
• DIR（23）：方向输入
• MODE0（27）、MODE1（28）、MODE2（1）：微步进模式选择
• DECAY（22）：衰减模式选择
• nRESET（19）：复位输入
• nSLEEP（20）：睡眠模式输入

‌5.3 输出引脚‌

• nFAULT（21）：故障指示
• AOUT1/AOUT2（8,9）、BOUT1/BOUT2（10,13）：桥输出
• ISENA（6）、ISENB（9）：桥接地/电流检测

‌六、保护电路‌

‌ 6.1 过流保护（OCP） ‌
每个FET上的模拟电流限制电路，如果持续超过OCP时间，H桥中所有FET将被禁用。

‌ 6.2 热关断（TSD） ‌
结温超过约150°C时自动关断，温度降至安全水平后自动恢复。

‌ 6.3 欠压锁定（UVLO） ‌
VMx电压低于阈值时禁用所有电路。

‌七、应用设计‌

‌7.1 典型应用电路‌

• 每个VM引脚需要0.1μF陶瓷旁路电容
• CP1-CP2间需要0.01μF电容
• VM-VCP间需要0.1μF电容和1MΩ电阻
• V3P3OUT需要0.47μF旁路电容

‌7.2 电流检测电阻选择‌
必须使用表面贴装、低电感电阻，功率额定值需满足应用要求。

‌八、布局建议‌

• 高频去耦电容尽可能靠近VM引脚
• 电流检测电阻应靠近器件引脚
• 充分利用PowerPAD进行散热设计

‌九、应用领域‌

• 自动取款机
• 纸币处理机
• 视频安防摄像头
• 打印机和扫描仪
• 办公自动化设备
• 游戏机
• 工厂自动化和机器人技术

该器件特别适合需要高精度微步进控制、宽电压范围和高可靠性的工业自动化和办公设备应用，其集成度高、接口简单，便于系统集成