Texas Instruments DRV8231 33V H橋驅(qū)動(dòng)器是一款集成電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，具有N溝道H橋、電荷泵、電流檢測(cè)反饋、電流調(diào)節(jié)和保護(hù)電路。電荷泵通過支持N溝道MOSFET半橋和100%占空比驅(qū)動(dòng)來提高效率。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：Texas Instruments DRV8231 33V H橋驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

DRV8231通過比較ISEN引腳上電流檢測(cè)分流電阻器上的模擬輸入VREF和電壓來進(jìn)行電流調(diào)節(jié)。限流能力可顯著降低電機(jī)啟動(dòng)和失速情況下的大電流。

低功耗休眠模式通過關(guān)斷大部分內(nèi)部電路來實(shí)現(xiàn)超低靜態(tài)電流消耗。內(nèi)部保護(hù)特性包括電源欠壓閉鎖、輸出過流和器件過熱。Texas Instruments DRV8231是一系列器件的一部分，具有引腳對(duì)引腳、可擴(kuò)展R DS(on) 和電源電壓選項(xiàng)，支持各種負(fù)載和電源軌，設(shè)計(jì)變化極小。

特性

• N通道H橋有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 工作電源電壓范圍：4.5V至33V
• 引腳對(duì)引腳、R DS(on) 、電壓和電流檢測(cè)/調(diào)節(jié)型號(hào)（外部分流電阻器和集成電流鏡）
• 集成電流調(diào)節(jié)
• 低功率睡眠模式
  • <1μA（V VM =24V，T J =25°C時(shí)）
• 小型封裝尺寸和占位面積
  • 8引腳WSON，帶PowerPAD?，2.0mm × 2.0mm
  • 8引腳HSOP封裝，帶有PowerPAD?，4.9mm × 6.0mm
• 集成保護(hù)特性
  • VM欠壓閉鎖 (UVLO)
  • 自動(dòng)重試過流保護(hù) (OCP)
  • 熱關(guān)斷 (TSD)

功能框圖

DRV8231 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

Texas Instruments的DRV8231是一款集成電流調(diào)節(jié)功能的3.7A有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，采用N通道H橋設(shè)計(jì)，具有4.5V至33V的寬工作電壓范圍。該器件提供兩種電流檢測(cè)/調(diào)節(jié)變體：外部分流電阻和集成電流鏡版本（DRV8231A），滿足不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求。

?關(guān)鍵特性?：

• 峰值輸出電流能力達(dá)3.7A
• PWM控制接口，支持1.8V/3.3V/5V邏輯輸入
• 集成電流調(diào)節(jié)功能，有效限制啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)電流
• 低功耗睡眠模式（<1μA@VVM=24V）
• 小型封裝選項(xiàng)：2.0×2.0mm WSON或4.9×6.0mm HSOP
• 完善的保護(hù)功能：欠壓鎖定(UVLO)、過流保護(hù)(OCP)和熱關(guān)斷(TSD)

二、核心技術(shù)解析

1. H橋驅(qū)動(dòng)架構(gòu)

DRV8231采用全N溝道MOSFET H橋設(shè)計(jì)，典型RDS(on)為600mΩ。其內(nèi)置電荷泵支持100%占空比驅(qū)動(dòng)，通過四個(gè)N溝道MOSFET實(shí)現(xiàn)雙向電機(jī)控制?？刂七壿嫼?jiǎn)單，只需兩個(gè)數(shù)字輸入(IN1/IN2)即可實(shí)現(xiàn)：

• 正轉(zhuǎn)(IN1=1, IN2=0)
• 反轉(zhuǎn)(IN1=0, IN2=1)
• 制動(dòng)(IN1=1, IN2=1)
• 滑行/休眠(IN1=0, IN2=0)

2. 電流調(diào)節(jié)技術(shù)

該器件的突出特點(diǎn)是集成電流調(diào)節(jié)功能，通過比較VREF電壓與ISEN引腳上的分流電阻壓降來實(shí)現(xiàn)。電流調(diào)節(jié)閾值計(jì)算公式為：
ITRIP = 10 × (VREF / RSENSE)

這種設(shè)計(jì)可顯著降低電機(jī)啟動(dòng)和堵轉(zhuǎn)時(shí)的大電流，保護(hù)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)不使用電流調(diào)節(jié)時(shí)，ISEN引腳可直接接地。

3. 保護(hù)機(jī)制

DRV8231集成了三重保護(hù)電路：

1. ? 欠壓鎖定(UVLO) ?：VM電壓低于4.05V(下降閾值)時(shí)禁用輸出
2. ? 過流保護(hù)(OCP) ?：電流超過3.7A時(shí)觸發(fā)自動(dòng)重試機(jī)制
3. ? 熱關(guān)斷(TSD) ?：結(jié)溫超過150°C時(shí)關(guān)閉輸出，40°C滯后恢復(fù)

三、典型應(yīng)用設(shè)計(jì)

1. 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

?關(guān)鍵元件選型?：

• 電源去耦：0.1μF陶瓷電容(VM引腳)+47μF電解電容
• 電流檢測(cè)電阻：推薦低電感、高功率的表面貼裝電阻
• 散熱設(shè)計(jì)：通過大面積接地層和多層過孔優(yōu)化熱性能

?PCB布局建議?：

• 將ISEN走線作為Kelvin連接，減少測(cè)量誤差
• 功率回路面積最小化以降低EMI
• 熱焊盤充分連接至接地平面

2. 堵轉(zhuǎn)檢測(cè)方案

通過外接電流檢測(cè)放大器(如TLV6001)監(jiān)測(cè)ISEN電壓，可實(shí)現(xiàn)智能堵轉(zhuǎn)檢測(cè)：

1. 設(shè)置MCU ADC檢測(cè)閾值(如1A)
2. 忽略啟動(dòng)時(shí)的涌入電流(約80ms)
3. 持續(xù)檢測(cè)運(yùn)行電流，超過閾值時(shí)觸發(fā)保護(hù)

3. 繼電器驅(qū)動(dòng)應(yīng)用

DRV8231同樣適合驅(qū)動(dòng)單/雙線圈閉鎖繼電器：

• 單線圈：使用H橋正/反轉(zhuǎn)狀態(tài)驅(qū)動(dòng)
• 雙線圈：中心抽頭接VM，利用體二極管作為續(xù)流二極管

四、選型指南

DRV8231屬于TI有刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系列，與其他型號(hào)對(duì)比如下：

五、應(yīng)用領(lǐng)域

DRV8231廣泛應(yīng)用于需要精密電機(jī)控制的場(chǎng)景：

• 家電：洗衣機(jī)、咖啡機(jī)
• 醫(yī)療設(shè)備：呼吸機(jī)、手術(shù)設(shè)備
• 工業(yè)設(shè)備：打印機(jī)、ATM機(jī)
• 消費(fèi)電子：掃地機(jī)器人
• 汽車電子：電動(dòng)座椅調(diào)節(jié)