Texas Instruments DRV8311HEVM評(píng)估模塊設(shè)計(jì)用于評(píng)估DRV8311H三相無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器。該模塊提供三個(gè)半橋集成MOSFET驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)三相無刷直流 (BLDC) 電機(jī)。該電機(jī)采用5A峰值電流驅(qū)動(dòng)，用于12V直流電源軌或電池供電應(yīng)用。該模塊具有可支持100mA外部電流的集成LDO。該模塊兼容DRV8311S（SPI器件型號(hào)）和DRV8311P（tSPI器件型號(hào)）。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：Texas Instruments DRV8311HEVM評(píng)估模塊數(shù)據(jù)手冊.pdf

特性

• 工作電壓范圍為3V至20V，峰值電流驅(qū)動(dòng)為5A
• 集成CSA，用于三相低側(cè)電流測量
• 集成LDO，可支持100mA外部電流
• 兼容DRV8311S（SPI器件型號(hào)）和DRV8311P（tSPI器件型號(hào)）
• C2000 (LAUNCHXL-F280049C) InstaSPIN GUI兼容性

DRV8311HEVM PCB布局

DRV8311HEVM硬件塊

德州儀器DRV8311HEVM評(píng)估模塊深度解析

評(píng)估模塊概述

德州儀器(TI)的DRV8311HEVM是一款用于評(píng)估DRV8311系列3-20V三相智能柵極驅(qū)動(dòng)器的客戶評(píng)估模塊。該模塊可與LAUNCHXL-F280049C(C2000 Piccolo MCU F280049C LaunchPad?開發(fā)套件)配合使用，實(shí)現(xiàn)高效的三相無刷直流電機(jī)控制解決方案。

核心特性

• ?寬電壓輸入范圍?：3V至20V工作電壓
• ?高集成度設(shè)計(jì)?：集成三個(gè)半橋驅(qū)動(dòng)器，支持5A峰值電流輸出
• ?多控制接口?：支持硬件(H)、SPI(S)和tSPI(P)三種控制模式
• ?內(nèi)置保護(hù)功能?：包含過流、過熱等多種保護(hù)機(jī)制
• ?靈活配置?：通過跳線和電阻選擇不同工作模式

硬件架構(gòu)詳解

1. 主要硬件模塊

DRV8311HEVM包含以下關(guān)鍵硬件模塊：

• ?電源管理?：3.3V降壓穩(wěn)壓器，為系統(tǒng)提供穩(wěn)定電源
• ?驅(qū)動(dòng)核心?：DRV8311H/S/P驅(qū)動(dòng)芯片
• ?接口連接?：與LaunchPad連接的40針接口
• ?狀態(tài)指示?：4個(gè)狀態(tài)LED(VM、3V3、nFAULT、MCU_LED)
• ?電機(jī)接口?：三相電機(jī)輸出端子(OUTA/OUTB/OUTC)

2. 電源配置選項(xiàng)

評(píng)估板提供多種電源配置方式：

• ?分離供電模式?：3-20V主電源通過VM引腳輸入，3.3V邏輯電源可單獨(dú)提供
• ?集成供電模式?：通過LAUNCHXL-F280049C提供3.3V和5V電源
• ?外部供電模式?：通過測試點(diǎn)TP22和TP23提供外部3.3V/5V電源

3. 設(shè)備變體兼容性

DRV8311HEVM支持三種設(shè)備變體：

1. ? DRV8311H(硬件變體) ?：通過跳線設(shè)置工作模式
   • 增益選擇(0.25V/A至2V/A)
   • 轉(zhuǎn)換速率選擇(25V/μs至200V/μs)
   • PWM模式選擇(3x或6x PWM)
2. ? DRV8311S(SPI變體) ?：通過SPI接口配置
   • 需配置R1、R8-R11為0Ω電阻
   • R13需配置為5.1kΩ電阻
3. ? DRV8311P(tSPI變體) ?：支持多設(shè)備SPI控制
   • 需配置R8-R10、R12、R41為0Ω電阻
   • R13需配置為5.1kΩ電阻
   • 通過J7/J8設(shè)置設(shè)備地址

快速啟動(dòng)指南

1. ?電源連接?：將3-20V電源正極接VM，負(fù)極接GND
2. ?電機(jī)連接?：將電機(jī)三相線正確連接至OUTA、OUTB、OUTC端子
3. ?LaunchPad連接?：將評(píng)估板插接到LaunchPad的J1/J3和J2/J4接口
4. ?USB連接?：通過Micro-USB線連接LaunchPad與PC
5. ?上電啟動(dòng)?：打開DRV8311HEVM電源

注意：使用DRV8311H硬件變體時(shí)，必須移除R7并從外部或LaunchPad提供3.3V電源

軟件控制與GUI應(yīng)用

DRV8311HEVM支持通過C2000 InstaSPIN Universal GUI實(shí)現(xiàn)高級(jí)電機(jī)控制：

1. 電機(jī)識(shí)別

• 啟用系統(tǒng)后自動(dòng)進(jìn)行偏移校準(zhǔn)
• 運(yùn)行電機(jī)識(shí)別算法獲取關(guān)鍵參數(shù)(Rs、Ls-d、Ls-q等)
• 識(shí)別過程約需2分鐘

2. 無傳感器FOC控制

• 基于識(shí)別參數(shù)實(shí)現(xiàn)磁場定向控制
• 可調(diào)節(jié)速度參考值(speedRef)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速
• 實(shí)時(shí)顯示速度誤差和運(yùn)行狀態(tài)

3. 高級(jí)控制功能

• 扭矩控制模式
• 速度控制模式
• MTPA(最大轉(zhuǎn)矩每安培)算法
• 弱磁控制技術(shù)

4. SPI寄存器配置(DRV8311S專用)

• 狀態(tài)寄存器監(jiān)控
• 控制寄存器配置
• PWM生成寄存器設(shè)置
• 支持手動(dòng)地址讀寫操作

典型應(yīng)用場景

1. ?工業(yè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?：用于風(fēng)扇、泵等設(shè)備的無刷電機(jī)控制
2. ?機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)?：精確控制機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)
3. ?電動(dòng)工具?：實(shí)現(xiàn)高效能無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)
4. ?汽車輔助系統(tǒng)?：車窗升降、座椅調(diào)節(jié)等應(yīng)用

設(shè)計(jì)考量與建議

1. ?熱管理?：評(píng)估板工作時(shí)表面可能高溫，需采取適當(dāng)散熱措施
2. ?信號(hào)完整性?：高頻信號(hào)走線需考慮阻抗匹配和噪聲抑制
3. ?電源去耦?：在VM和GND間靠近芯片處放置足夠容量的去耦電容
4. ?電機(jī)匹配?：根據(jù)電機(jī)參數(shù)調(diào)整控制算法參數(shù)以獲得最佳性能
5. ?保護(hù)電路?：建議在功率回路中添加適當(dāng)保護(hù)元件