Texas Instruments DRV8317三相無刷直流電機驅動器提供三個集成MOSFET半橋，用于驅動5V、9V、12V或18V直流電源軌的三相無刷直流 (BLDC) 電機或1節(jié)至4節(jié)電池供電應用。該器件提供集成三相電流檢測，無需外部檢測電阻器。DRV8317具有集成LDO，可提供穩(wěn)定的3.3V電源軌，能夠為MCU、邏輯電路、霍爾傳感器等外部負載提供高達80mA的電流。

數據手冊：*附件：Texas Instruments DRV8317三相電機驅動器數據手冊.pdf

Texas Instruments DRV8317提供可配置的6x或3x PWM控制方案，可用于通過外部微控制器實現有傳感器或無傳感器磁場定向控制 (FOC)、正弦控制或梯形控制。DRV8317能夠驅動高達200kHz的PWM頻率。Texas Instruments DRV8317可通過SPI (DRV8317S) 或引腳(DRV8317H)進行配置，還包括PWM模式、轉換率和電流檢測增益等一些可配置特性。

該器件集成了多種保護特性，包括電源欠壓閉鎖 (UVLO)、過壓保護 (OVP) 和電荷泵欠壓 (CPUV)。DRV8317還具有過流保護 (OCP)、過熱警告 (OTW) 和過熱關斷 (OTS) 特性，從而保護器件、電機和系統(tǒng)免受故障事件的影響。nFAULT引腳可提示故障條件。

特性

• 三相BLDC電機驅動器
  • 可配置壓擺率，用于降低EMI
  • 可編程增益電流檢測
  • 支持高達200kHz的PWM頻率
  • 集成擊穿保護
• 工作電壓：4.5V至20V
  • 絕對最大電壓：24V
• 高輸出電流能力
  • 峰值電流驅動能力：5A
• 低通態(tài)電阻MOSFET
  • RDS(ON) (HS + LS) (TA = 25°C) （130mΩ（典型值））
• 超低Q電流休眠模式
  • 3μA（最大值）（VVM = 12V，TA = 25°C時）
• 多種控制接口選項
  • 6個PWM控制接口
  • 3個PWM控制接口
• 集成電流檢測
  • 無需外部電流檢測電阻器
  • 三相電流檢測輸出
• SPI和硬件器件型號
  • 10MHz SPI接口型號，實現靈活性
  • 引腳可配置型號，簡單易用
• 支持1.8V、3.3V和5V邏輯輸入
• 內置3.3V ± 4.5%、80mA LDO穩(wěn)壓器
• 集成保護特性
  • VM欠壓閉鎖 (UVLO)
  • VM過壓保護 (OVP)
  • 電荷泵欠壓 (CPUV)
  • 過流保護 (OCP)
  • 過熱警告和關斷 (OTW/OTS)
  • 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)

簡化示意圖

DRV8317三相PWM電機驅動器技術解析與應用指南

一、產品概述

DRV8317是德州儀器(TI)推出的三相無刷直流(BLDC)電機驅動芯片，采用WQFN-36封裝(5mm×4mm)，具有以下核心特性：

• ?集成驅動能力?：包含3個半橋MOSFET，總導通電阻130mΩ(典型值)，峰值驅動電流5A
• ?寬電壓工作范圍?：4.5V-20V工作電壓(24V絕對最大值)
• ?靈活控制接口?：
  • 支持6x/3x PWM控制模式
  • 最高200kHz PWM頻率
  • 可選SPI(DRV8317S)或硬件引腳(DRV8317H)配置
• ?集成保護功能?：過壓/欠壓保護、過流保護、溫度保護等
• ?電流檢測創(chuàng)新?：內置三相電流檢測放大器，無需外接檢測電阻

二、關鍵技術創(chuàng)新

1. 智能柵極驅動架構

• 可配置壓擺率(25-200V/μs)用于EMI優(yōu)化
• 集成死區(qū)時間控制(150-500ns)
• 自適應傳播延遲補償(DLYCMP_EN)

2. 集成電流檢測系統(tǒng)

• 三相獨立電流檢測輸出(SOA/SOB/SOC)
• 可編程增益(0.25/0.5/1/2V/A)
• 線性輸出范圍：VREF/2 ±0.25V
• 典型增益誤差±3%(2.5A內)

3. 多重保護機制

• ?電源保護?：
  • VM欠壓鎖定(UVLO)：4.4V(典型)
  • VM過壓保護(OVP)：22V(典型)
• ?電流保護?：
  • 可調OCP閾值(6-12A)
  • 可配置消隱時間(0.3-1.5μs)
• ?溫度保護?：
  • 過熱警告(OTW)：125°C
  • 熱關斷(OTS)：160°C

三、電氣特性詳解

1. 極限參數

2. 典型性能(VS=12V)

• ?MOSFET特性?：
  • RDS(ON)_HS+LS：130mΩ(25°C)
  • 壓擺率：25-200V/μs(可調)
• ?電流檢測?：
  • 帶寬：1MHz(典型)
  • 建立時間：1μs(至1%)
• ?功耗特性?：
  • 工作電流：10mA(典型)
  • 睡眠模式電流：3μA(最大)

四、PCB設計要點

1. ?布局原則?：
   • 功率路徑與信號路徑分離
   • 敏感信號遠離高頻開關節(jié)點
   • 采用星型接地拓撲
2. ?熱設計建議?：
   • 散熱焊盤連接至多層地平面
   • 添加多個散熱過孔(建議≥6個)
   • θJA=36.4°C/W(4層板)
3. ?EMI優(yōu)化措施?：
   • 柵極串聯(lián)電阻控制dV/dt
   • 采用屏蔽電纜連接電機
   • 增加共模扼流圈

五、行業(yè)應用方案

1. 伺服驅動器

• ?優(yōu)勢?：
  • 集成電流檢測簡化FOC實現
  • 200kHz PWM支持高精度控制
• ?典型配置?：
  • 壓擺率=50V/μs
  • OCP閾值=8A
  • 啟用延遲補償

2. 散熱風扇

• ?設計要點?：
  • 使用3x PWM模式簡化控制
  • 配置自動重試保護
  • 啟用低邊電流檢測

3. 無人機電調

• ?關鍵考慮?：
  • 優(yōu)化柵極驅動減少開關損耗
  • 使用SPI版本靈活配置參數
  • 加強散熱設計

六、故障診斷指南

1. ?常見問題排查?：
   • ?無輸出?：檢查nSLEEP狀態(tài)、VM UVLO
   • ?電流檢測異常?：驗證CSAREF電壓、增益設置
   • ?過熱保護?：檢查負載電流、散熱條件
2. ?寄存器狀態(tài)解讀?：
   • DEV_STS[0]=1：故障發(fā)生
   • SUP_STS[4]=1：電荷泵欠壓
   • DRV_STS[6]=1：C相過流