Texas Instruments DRV8214 4A H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器利用紋波計(jì)數(shù)集成了速度和位置檢測(cè)功能，并具有電機(jī)轉(zhuǎn)速和電壓調(diào)節(jié)、失速檢測(cè)、電流檢測(cè)輸出、電流調(diào)節(jié)和保護(hù)電路等附加功能。集成的紋波計(jì)數(shù)算法對(duì)電機(jī)電流中的紋波數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以確定電機(jī)的相對(duì)位置和轉(zhuǎn)速，從而消除了對(duì)編碼器、霍爾傳感器或光學(xué)傳感器的潛在需求。Texas Instruments DRV8214 DRV8214的功能減少了布板空間，降低了設(shè)計(jì)復(fù)雜性，并節(jié)省了整體系統(tǒng)成本。集成的速度調(diào)節(jié)功能用于在不斷變化的輸入電源電壓范圍內(nèi)保持恒定的電機(jī)轉(zhuǎn)速，從而隨著時(shí)間的推移，更大限度地減少電流消耗并節(jié)省電力。此功能對(duì)于具有不同負(fù)載條件或依賴電池供電運(yùn)行（輸入電壓并不恒定）的應(yīng)用至關(guān)重要。軟啟動(dòng)和軟停止可實(shí)現(xiàn)受控的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)間，減少大浪涌電流以保護(hù)電機(jī)繞組免受損壞，從而提高系統(tǒng)可靠性并延長(zhǎng)使用壽命。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments DRV8214 4A H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

特性

• N通道H橋有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 1.65 V至11 V工作電源電壓范圍
• 紋波計(jì)數(shù)功能
  • 片上速度和位置檢測(cè)
  • 集成的電壓和速度調(diào)節(jié)
• 用于浪涌電流保護(hù)的軟啟動(dòng)和停止功能
• R DS(on) （高側(cè)+低側(cè)）：240mΩ
• 高輸出電流能力：4A峰值，2A
• 帶I^2^C控制接口的PWM
  • 可通過(guò)I^2^C寄存器實(shí)現(xiàn)配置和診斷
  • 多跟隨器運(yùn)行支持
  • 支持標(biāo)準(zhǔn)和快速I^2^C模式
• 支持1.8 V、3.3 V和5 V邏輯輸入
• 集成電流檢測(cè)和電流調(diào)節(jié)
• 模擬電流檢測(cè)輸出 (IPROPI)
• 增益選擇 (GAINSEL) 功能
  • 低至10mA的高精度電流檢測(cè)
  • 經(jīng)優(yōu)化的RDS(ON) 和過(guò)流限制
• 具有100%占空比的內(nèi)部電荷泵
• 通過(guò)低功耗睡眠模式實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)電池壽命
  • 最大睡眠電流<100nA
• 小型封裝尺寸和占位面積
  • 16引腳3mm×3mm WQFN封裝，帶PowerPAD?
• 集成保護(hù)功能
  • VCC 欠壓鎖定（UVLO）
  • 過(guò)流保護(hù) (OCP)
  • 熱關(guān)斷 (TSD)
  • 停轉(zhuǎn)檢測(cè)
  • 過(guò)壓保護(hù) (OVP)

簡(jiǎn)化示意圖

Texas Instruments DRV8214 4A H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器技術(shù)解析與應(yīng)用指南

一、產(chǎn)品概述

德州儀器(TI)推出的DRV8214是一款集成度高、功能豐富的4A H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，專為有刷直流電機(jī)控制設(shè)計(jì)。該器件采用3×3mm WQFN-16封裝，具有1.65V至11V的寬工作電壓范圍，集成電流感應(yīng)、紋波計(jì)數(shù)和堵轉(zhuǎn)檢測(cè)等先進(jìn)功能，適用于電子智能鎖、機(jī)器人玩具、醫(yī)療設(shè)備等多種應(yīng)用場(chǎng)景。

二、核心特性

1. 高效驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

• 集成N溝道H橋，低側(cè)+高側(cè)總RDS(on)僅240mΩ
• 支持4A峰值/2A RMS輸出電流
• 100%占空比工作的內(nèi)部電荷泵
• 支持PH/EN和PWM兩種控制模式，最高200kHz PWM頻率

2. 智能電機(jī)監(jiān)測(cè)功能

• ?紋波計(jì)數(shù)技術(shù)?：通過(guò)分析電機(jī)電流紋波實(shí)現(xiàn)速度和位置檢測(cè)，無(wú)需外部編碼器或霍爾傳感器
• ?堵轉(zhuǎn)檢測(cè)?：基于電流感應(yīng)的硬件堵轉(zhuǎn)檢測(cè)，可配置響應(yīng)方式
• ?電流調(diào)節(jié)?：支持固定關(guān)斷時(shí)間和周期循環(huán)兩種電流調(diào)節(jié)模式

3. 精密控制接口

• I2C控制接口(標(biāo)準(zhǔn)/快速模式)，支持多設(shè)備級(jí)聯(lián)
• 模擬電流感應(yīng)輸出(IPROPI)，精度可達(dá)±5%
• 可編程增益選擇(GAINSEL)，支持10mA至2A的寬范圍電流檢測(cè)

4. 集成保護(hù)機(jī)制

• 過(guò)流保護(hù)(OCP)
• 熱關(guān)斷(TSD)
• 欠壓鎖定(UVLO)
• 睡眠模式過(guò)壓保護(hù)(OVP)

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?電子智能鎖系統(tǒng)?：利用紋波計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)無(wú)傳感器位置檢測(cè)
2. ?機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)?：通過(guò)電流調(diào)節(jié)保護(hù)電機(jī)免受堵轉(zhuǎn)損壞
3. ?醫(yī)療輸液泵?：精確的速度調(diào)節(jié)確保給藥精度
4. ?電池供電設(shè)備?：低至100nA的睡眠電流延長(zhǎng)電池壽命
5. ?便攜式打印機(jī)?：緊湊封裝節(jié)省PCB空間

四、關(guān)鍵功能詳解

1. 紋波計(jì)數(shù)技術(shù)

DRV8214通過(guò)分析電機(jī)換向時(shí)產(chǎn)生的電流紋波，無(wú)需外部傳感器即可實(shí)現(xiàn)：

• 電機(jī)速度估算(通過(guò)SPEED寄存器讀取)
• 相對(duì)位置檢測(cè)(通過(guò)RC_CNT計(jì)數(shù)器)
• 運(yùn)動(dòng)距離控制(通過(guò)RC_THR閾值設(shè)置)

該技術(shù)特別適用于需要位置反饋但空間受限的應(yīng)用，如電子鎖的閂鎖位置檢測(cè)。

2. 電流調(diào)節(jié)與堵轉(zhuǎn)檢測(cè)

器件提供兩級(jí)保護(hù)機(jī)制：

1. ?電流調(diào)節(jié)?：當(dāng)IPROPI電壓超過(guò)VREF設(shè)定值時(shí)觸發(fā)
   • 固定關(guān)斷時(shí)間模式：強(qiáng)制進(jìn)入制動(dòng)狀態(tài)固定時(shí)間
   • 周期循環(huán)模式：保持制動(dòng)直到下一個(gè)控制邊沿
2. ?堵轉(zhuǎn)檢測(cè)?：專用于識(shí)別電機(jī)堵轉(zhuǎn)狀態(tài)
   • 可配置響應(yīng)方式(鎖存關(guān)閉或僅報(bào)告)
   • 獨(dú)立于電流調(diào)節(jié)工作

3. 電源管理特性

• ?軟啟動(dòng)/停止?：通過(guò)TINRUSH寄存器配置啟動(dòng)時(shí)間(5ms至6.7s)
• ?電壓/速度調(diào)節(jié)?：維持恒定速度不受電源電壓波動(dòng)影響
• ?低功耗模式?：睡眠電流<100nA，通過(guò)nSLEEP引腳控制

五、與競(jìng)品對(duì)比優(yōu)勢(shì)