Texas Instruments DRV8770 100V有刷直流柵極驅(qū)動(dòng)器搭載有兩個(gè)半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)都能夠驅(qū)動(dòng)高側(cè)和低側(cè)N溝道功率MOSFET。集成的自舉二極管和外部電容器為高側(cè)MOSFET生成正確的柵極驅(qū)動(dòng)電壓，而GVDD則負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)低側(cè)MOSFET的柵極。該柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)支持高達(dá)750mA拉電流和1.5A灌電流的柵極驅(qū)動(dòng)電流。柵極驅(qū)動(dòng)引腳的高電壓容限提高了系統(tǒng)的穩(wěn)健性。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：Texas Instruments DRV8770 100V有刷直流柵極驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

TI DRV8770 100V有刷直流柵極驅(qū)動(dòng)器提供SHx相位引腳來容忍大的負(fù)電壓瞬變。同時(shí)，高側(cè)柵極驅(qū)動(dòng)器電源可以支持BSTx和GHx引腳上更高的正電壓瞬變（最大絕對(duì)值115V）。采用小傳播延遲和延遲匹配參數(shù)最大限度降低死區(qū)時(shí)間要求從而進(jìn)一步提高了效率。通過GVDD和BST欠壓鎖定為低側(cè)和高側(cè)均提供了欠壓保護(hù)。

特性

• 100V H橋柵極驅(qū)動(dòng)器
  • 驅(qū)動(dòng)N溝道MOSFET (NMOS)
  • 5V – 20V柵極驅(qū)動(dòng)器電源 (GVDD)
• MOSFET電源 (SHx) 支持高達(dá)100V
• 集成自舉二極管
• 支持反相和非反相INLx輸入（QFN封裝）
• 自舉柵極驅(qū)動(dòng)架構(gòu)
  • 750mA拉電流
  • 1.5A灌電流
• 支持長(zhǎng)達(dá)15秒的電池供電應(yīng)用
• SHx引腳上低漏電流 (<55μA)
• 高達(dá)115V最大絕對(duì)BSTx電壓
• 支持SHx引腳上低至-22V的負(fù)瞬變
• 通過DT引腳可調(diào)死區(qū)時(shí)間（QFN封裝）
• 200ns固定死區(qū)時(shí)間插入（TSSOP封裝）
• 支持3.3V和5V邏輯輸入，最大絕對(duì)電壓為20V
• 4ns（典型值）播延遲匹配
• 緊湊型QFN和TSSOP封裝及占位面積
• 高效的電源模塊系統(tǒng)設(shè)計(jì)
• 集成保護(hù)特性
  • BST欠壓鎖定 (BSTUV)
  • GVDD欠壓 (GVDDUV)

簡(jiǎn)化原理圖

框圖

DRV8770：100V高可靠性有刷直流電機(jī)柵極驅(qū)動(dòng)器，為電動(dòng)工具與機(jī)器人應(yīng)用提供高效解決方案

引言

在電動(dòng)工具、無人機(jī)、工業(yè)機(jī)器人等高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，柵極驅(qū)動(dòng)器的選擇直接關(guān)系到系統(tǒng)的效率、可靠性和成本。Texas Instruments推出的DRV8770是一款100V半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，專為驅(qū)動(dòng)N溝道MOSFET而優(yōu)化，集成了 bootstrap二極管、可調(diào)死區(qū)時(shí)間功能和多重保護(hù)機(jī)制，為有刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供了高度集成的解決方案。

一、DRV8770核心特性概覽

DRV8770是一款雙半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，具備以下關(guān)鍵特性：

• 高壓支持 ：MOSFET供電（SHx）最高100V，BSTx引腳絕對(duì)最大電壓115V
• 強(qiáng)驅(qū)動(dòng)能力 ：750mA源電流、1.5A灌電流，支持快速開關(guān)
• 高集成度 ：內(nèi)置bootstrap二極管，減少外部元件數(shù)量
• 靈活的輸入控制 ：
  • QFN封裝支持INLx引腳可配置為同相或反相模式
  • TSSOP封裝默認(rèn)INLx為反相模式
• 可調(diào)死區(qū)時(shí)間 （QFN封裝）：通過DT引腳外接電阻實(shí)現(xiàn)150ns至2600ns可調(diào)
• 優(yōu)異的抗擾性 ：SHx引腳支持低至-22V的負(fù)壓瞬變
• 低靜態(tài)電流 ：待機(jī)模式下僅400μA（典型值）
• 緊湊封裝 ：提供4mm×4mm VQFN和6.4mm×4.4mm TSSOP選項(xiàng)

二、內(nèi)部架構(gòu)與工作原理

2.1 半橋驅(qū)動(dòng)與Bootstrap架構(gòu)

DRV8770包含兩個(gè)獨(dú)立的半橋驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)半橋包含高邊（GHx）和低邊（GLx）驅(qū)動(dòng)輸出。高邊驅(qū)動(dòng)通過bootstrap電容（連接在BSTx和SHx之間）供電，由內(nèi)置二極管從GVDD充電，實(shí)現(xiàn)對(duì)高邊MOSFET的柵極驅(qū)動(dòng)。

2.2 輸入邏輯與控制模式

通過MODE引腳（僅QFN封裝）可配置INLx的輸入極性：

• MODE懸空 ：INLx為非反相模式，GLx與INLx同相
• MODE接GVDD ：INLx為反相模式，GLx與INLx反相

TSSOP封裝默認(rèn)INLx為反相模式，適合將INHx與INLx短接，簡(jiǎn)化MCU控制信號(hào)。

三、保護(hù)功能與系統(tǒng)可靠性

DRV8770集成多重保護(hù)機(jī)制，提升系統(tǒng)魯棒性：

• BSTx欠壓鎖定（BSTUV） ：檢測(cè)高邊驅(qū)動(dòng)電壓，低于閾值時(shí)關(guān)閉GHx
• GVDD欠壓鎖定（GVDDUV） ：檢測(cè)GVDD電壓，異常時(shí)關(guān)閉所有輸出
• 直通防止邏輯 ：自動(dòng)插入死區(qū)時(shí)間，防止上下管同時(shí)導(dǎo)通
• 負(fù)壓耐受 ：SHx引腳支持-22V瞬變，適應(yīng)電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)沖擊

四、PCB布局建議

良好的布局對(duì)高頻開關(guān)性能至關(guān)重要：

• 電容就近布置 ：GVDD和BSTx電容盡量靠近引腳，減少環(huán)路電感
• 功率路徑最短化 ：GHx、SHx、GLx走線盡量短而寬，避免過孔
• 地平面完整性 ：使用連續(xù)地平面，并通過多過孔連接散熱焊盤
• 信號(hào)與功率隔離 ：邏輯信號(hào)遠(yuǎn)離高dv/dt節(jié)點(diǎn)（如SHx）

五、應(yīng)用場(chǎng)景推薦

DRV8770適用于多種高壓、高功率密度的電機(jī)驅(qū)動(dòng)場(chǎng)景：

• 電動(dòng)工具 ：電鉆、角磨機(jī)、割草機(jī)
• 電動(dòng)交通 ：電動(dòng)自行車、滑板車、無人機(jī)
• 工業(yè)自動(dòng)化 ：機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)、傳送帶電機(jī)
• 家電與清潔設(shè)備 ：無線吸塵器、高壓水泵