DRV8850：低電壓H橋IC的卓越之選

在電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源管理是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。德州儀器（TI）的DRV8850低電壓H橋IC，憑借其集成的LDO穩(wěn)壓器和出色的性能，為消費(fèi)產(chǎn)品、玩具及其他低電壓或電池供電的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供了理想的解決方案。本文將深入探討DRV8850的特性、應(yīng)用、詳細(xì)參數(shù)及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

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特性亮點(diǎn)

強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力

DRV8850采用H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)架構(gòu)，能夠驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)的一個(gè)繞組或其他負(fù)載。其MOSFET導(dǎo)通電阻低至65mΩ（HS + LS，4.2V，25°C），可提供5A的連續(xù)驅(qū)動(dòng)電流和8A的峰值驅(qū)動(dòng)電流，滿足多種負(fù)載的需求。

寬電壓范圍與保護(hù)機(jī)制

該器件的工作電源電壓范圍為2V至5.5V，適用于多種電池供電的應(yīng)用場(chǎng)景。同時(shí)，它具備過(guò)壓和欠壓鎖定功能，以及低功耗睡眠模式，有效保護(hù)器件并降低功耗。

集成LDO穩(wěn)壓器

內(nèi)部集成的100mA隔離式低 dropout（LDO）穩(wěn)壓器，可為微控制器或其他電路供電。即使在設(shè)備睡眠模式下，LDO穩(wěn)壓器仍可保持工作，方便系統(tǒng)設(shè)計(jì)。

電流感應(yīng)功能

通過(guò)內(nèi)部電流感應(yīng)和電流感應(yīng)輸出（VPROPI），可實(shí)現(xiàn)對(duì)H橋電流的精確測(cè)量，監(jiān)測(cè)范圍為500mA至5A。

應(yīng)用領(lǐng)域

DRV8850適用于多種需要高啟動(dòng)扭矩的電池供電應(yīng)用，如個(gè)人衛(wèi)生設(shè)備（電動(dòng)牙刷、剃須刀）、玩具、遙控直升機(jī)和汽車以及機(jī)器人等。

詳細(xì)規(guī)格

絕對(duì)最大額定值

在使用DRV8850時(shí)，需注意其絕對(duì)最大額定值，如電源電壓（VCC）范圍為 -0.3V至7V，工作結(jié)溫范圍為 -40°C至150°C等。超出這些范圍可能會(huì)導(dǎo)致器件永久性損壞。

ESD額定值

該器件的人體模型（HBM）靜電放電額定值為±4000V，帶電設(shè)備模型（CDM）為±1500V，具備一定的靜電防護(hù)能力。

推薦工作條件

推薦的工作電源電壓為2V至5.5V，H橋連續(xù)輸出電流為0至5A，峰值輸出電流為0至8A，外部PWM頻率為0至50kHz，環(huán)境溫度范圍為 -40°C至85°C。

電氣特性

詳細(xì)的電氣特性包括電源電流、邏輯輸入電壓、H橋FET導(dǎo)通電阻、LDO穩(wěn)壓器參數(shù)等。例如，在4.2V電源電壓下，LDO穩(wěn)壓器和驅(qū)動(dòng)器啟用時(shí)，VCC工作電源電流為2.9mA；HS FET導(dǎo)通電阻在25°C時(shí)為35mΩ至45mΩ，85°C時(shí)為49mΩ。

功能描述

整體架構(gòu)

DRV8850集成了NMOS H橋、電流調(diào)節(jié)電路和各種保護(hù)電路，通過(guò)簡(jiǎn)單的4引腳接口可單獨(dú)控制每個(gè)內(nèi)部H橋FET。

電源管理

LDO穩(wěn)壓器可獨(dú)立于nSLEEP引腳工作，方便在睡眠模式下為微控制器等設(shè)備供電。通過(guò)nSLEEP和LDOEN引腳的邏輯組合，可實(shí)現(xiàn)不同的工作模式，如睡眠模式、驅(qū)動(dòng)器開(kāi)啟LDO關(guān)閉模式等。

橋控制

每個(gè)FET由相應(yīng)的輸入引腳控制，禁止同時(shí)開(kāi)啟HS和LS FET，以避免短路。

電流感應(yīng)

VPROPI引腳輸出與H橋電流成正比的模擬電流，但在快速衰減模式或低側(cè)慢速衰減模式下，可能無(wú)法準(zhǔn)確代表H橋電流。

其他特性

通過(guò)連接SR引腳到地的外部電阻，可調(diào)整輸出的上升和下降時(shí)間；器件具備約100ns的模擬死區(qū)時(shí)間和一定的傳播延遲，這些特性受SR電阻設(shè)置的影響。

應(yīng)用設(shè)計(jì)

典型應(yīng)用

以驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)為例，需要根據(jù)電機(jī)的額定參數(shù)選擇合適的電源電壓和驅(qū)動(dòng)電流。例如，設(shè)計(jì)中電源電壓為5.5V，LDO輸出電壓為3.2V，電機(jī)額定電流為2A。

電源供應(yīng)建議

在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，適當(dāng)?shù)谋镜卮笕萘?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/電容/" target="_blank">電容至關(guān)重要。電容的選擇需考慮電機(jī)系統(tǒng)的最高電流、電源的電容和供電能力、寄生電感、允許的電壓紋波等因素。

布局要點(diǎn)

布局時(shí)，應(yīng)將大容量電容靠近電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)備，以減小高電流路徑的距離；使用寬金屬走線和多個(gè)過(guò)孔連接PCB層，降低電感；將小值陶瓷電容靠近器件引腳；高電流輸出使用寬金屬走線；將器件的散熱焊盤焊接到PCB頂層接地平面，并通過(guò)多個(gè)過(guò)孔連接到底層大接地平面，以有效散熱。

總結(jié)

DRV8850作為一款集成度高、性能出色的低電壓H橋IC，為電子工程師在電機(jī)驅(qū)動(dòng)和電源管理設(shè)計(jì)中提供了豐富的功能和便利。在實(shí)際應(yīng)用中，需根據(jù)具體需求合理選擇參數(shù)，注意電源供應(yīng)、布局和散熱等問(wèn)題，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用DRV8850或類似器件時(shí)，遇到過(guò)哪些挑戰(zhàn)呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。