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‌DRV8412/DRV8432 双全桥PWM电机驱动器技术文档总结

科技绿洲 2025-10-21 11:15 次阅读
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DRV841x2 是高性能、集成双全桥电机驱动器,具有先进的保护系统。

由于 H 桥 MOSFET 的低 RDS(on) 和智能栅极驱动设计,这些电机驱动器的效率最高可达 97%。这种高效率使得使用更小的电源和散热器成为理想的选择,是节能应用的理想选择。
*附件:drv8412.pdf

DRV841x2 需要两个电源,一个为 12V 用于 GVDD 和 VDD,另一个为 PVDD 高达 50 V。DRV841x2 可以在高达 500kHz 的开关频率下运行,同时仍保持精确控制和高效率。这些设备还具有创新的保护系统,可保护设备免受可能损坏系统的各种故障情况的影响。这些保护措施包括短路保护、过流保护、欠压保护和两级热保护。DRV841x2 具有限流电路,可防止在电机启动等负载瞬变期间器件关断。可编程过流检测器允许调节电流限制和保护级别,以满足不同的电机要求。

DRV841x2 为每个半桥具有独特的独立电源和接地引脚。这些引脚可以通过外部分流电阻器提供电流测量,并支持具有不同电源电压要求的多个电机。

特性

  • 高效率功率级(高达97%),具有低RDS(on)MOSFET(TJ = 25°C时为110mΩ)
  • 工作电源电压高达 52V
  • DRV8412(电源垫向下):双全桥模式下高达 2 × 3A 连续输出电流(峰值 2 × 6A)或并联模式下高达 6A 连续电流(峰值 12A)
  • DRV8432(电源垫向上):双全桥模式下高达 2 × 7A 连续输出电流(峰值 2 × 12A)或并联模式下高达 14A 连续电流(峰值 24A)
  • PWM 工作频率高达 500kHz
  • 集成自保护电路,包括欠压、过热、过载和短路
  • 可编程逐周期限流保护
  • 每个半桥都有独立的电源和接地引脚
  • 智能栅极驱动和交叉导通预防
  • 无需外部缓冲器或肖特基二极管

参数
image.png

方框图

image.png
一、产品概述
DRV84x2系列是德州仪器推出的高性能集成双全桥电机驱动器,具有先进的保护系统。该系列包含DRV8412和DRV8432两个型号,采用热增强型表面贴装封装,适用于各种电机驱动应用。

二、核心特性

2.1 电气性能

  • 高效率功率级‌:最高97%效率,采用低RDS(on) MOSFET
    • 导通电阻:110mΩ(TJ = 25°C)
  • 工作电压‌:最高52V
  • 输出电流能力‌:
    • DRV8412(功率焊盘朝下):
      • 双全桥模式:2×3A连续输出电流(2×6A峰值)
      • 并联模式:6A连续电流(12A峰值)
    • DRV8432(功率焊盘朝上):
      • 双全桥模式:2×7A连续输出电流(2×12A峰值)
      • 并联模式:14A连续电流(24A峰值)
  • PWM工作频率‌:最高500kHz

2.2 保护功能

  • 集成自保护电路,包括:
    • 欠压保护
    • 过温保护
    • 过载保护
    • 短路保护
  • 可编程逐周期电流限制保护
  • 智能门极驱动和交叉传导预防
  • 无需外部缓冲器或肖特基二极管

三、应用领域

四、技术规格

4.1 绝对最大额定值

  • VDD至GND:-0.3V至13.2V
  • GVDD_X至GND:-0.3V至13.2V
  • PVDD_X至GND_X:-0.3V至70V
  • 瞬态峰值输出电流:16A(每引脚)

4.2 推荐工作条件

  • PVDD_X:0V至50V(52.5V最大值)
  • GVDD_X:10.8V至13.2V
  • VDD:10.8V至13.2V
  • 脉冲峰值电流:15A(每输出引脚)
  • PWM开关频率:最高500kHz
  • 工作环境温度:-40°C至85°C

4.3 热性能参数

  • DRV8412(DDW封装,44引脚) ‌:
    • 结到环境热阻:24.5°C/W
    • 结到外壳热阻:7.8°C/W

五、功能描述

5.1 错误报告系统

  • FAULT和OTW引脚均为低电平有效、开漏输出
  • 保护模式信号描述:
    • FAULT=0, OTW=0:过温警告和(过温关断或过流关断或欠压保护)发生
    • FAULT=0, OTW=1:过流关断或GVDD欠压保护发生
    • FAULT=1, OTW=0:过温警告
    • FAULT=1, OTW=1:设备正常工作

5.2 设备保护系统

  • 自举电容欠压保护‌:防止高侧MOSFET潜在故障
  • 过流保护‌:
    • 两种设置:逐周期电流限制模式和过流锁存关断模式
    • 可编程过流检测阈值
  • 过温保护‌:
    • 两级温度保护系统
    • OTW信号:125°C(标称)
    • 过温关断:150°C(标称)
  • 欠压保护和上电复位‌:完全保护设备在任何上电/掉电和掉电情况下

5.3 设备复位

  • 两个复位引脚:RESET_AB和RESET_CD
  • 独立控制半桥A/B和C/D

六、设备功能模式
DRV84x2支持四种不同的操作模式:

  1. 双全桥或四半桥‌(带逐周期电流限制)
  2. 双全桥或四半桥‌(带过流锁存关断,无逐周期电流限制)
  3. 并联全桥‌(带逐周期电流限制)
  4. 双全桥‌(每个全桥一个PWM输入)带逐周期电流限制

七、应用设计

7.1 典型应用电路

  • 全桥模式操作‌:每个半桥独立控制
  • 并联全桥模式‌:PWM_A控制半桥A和B,PWM_B控制半桥C和D
  • 步进电机操作‌:适用于两相步进电机驱动
  • TEC驱动器‌:用于热电冷却器驱动
  • LED照明驱动器‌:用于LED驱动应用

7.2 电源供应建议

  • 大容量电容‌:根据系统需求确定适当大小
  • 电源供应‌:
    • 需要12V电源用于GVDD和VDD引脚
    • H桥电源供应(PVDD):最高50V

八、布局指南

8.1 PCB材料推荐

  • FR-4玻璃环氧树脂材料,两面2oz铜

8.2 接地平面

  • 使用大面积不间断单接地平面

8.3 去耦电容

  • 高频去耦电容(100nF)应靠近PVDD_X引脚

九、热考虑因素

9.1 DRV8412热过孔设计建议

  • 热焊盘必须与PCB良好焊接
  • 建议使用多个过孔减少接地路径阻抗

该系列器件特别适合需要高效率、高可靠性和先进保护功能的工业自动化和精密控制应用

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