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特征
•单H桥电流控制电机驱动器
•8.2-V至45-V工作电源电压范围
•能够驱动双极步进电机或直流电机的一个绕组
•5位电流控制允许高达32个电流电平
•低MOSFET RDS（on）典型值0.65Ω（HS+LS）
•24 V，25°C时的3 A最大驱动电流
•内置3.3-V参考输出
•并行数字控制接口
•热增强表面贴装组件
•保护功能
–过电流保护（OCP）
–热关机（TSD）
–虚拟机欠压锁定（UVLO）
–故障状态指示引脚（nFAULT）
应用
•自动取款机
•理财机
•视频安全摄像头
•打印机
•扫描仪
•办公自动化机器
•游戏机
•工厂自动化
•机器人技术
说明
DRV8828为打印机、扫描仪和其他自动化设备应用程序提供了一个集成的电机驱动器解决方案。该装置具有一个H桥驱动器，可驱动双极步进电机或直流电机的一个绕组。输出驱动模块由N通道功率MOSFET构成，其被配置为驱动电机绕组的全H桥。DRV8828能够驱动高达3-A的输出电流（在24 V和25°C下适当散热）。
一个简单的并行数字控制接口与工业标准设备兼容。衰减模式是可编程的。
提供过电流保护、短路保护、欠压闭锁、超温等内部停机功能。
DRV8828采用28针带PowerPAD的HTSSOP封装™ （环保：RoHS&无Sb/Br）。
设备信息
（1）、有关所有可用的软件包，请参阅数据表末尾的可订购附录。
典型特征
详细说明
概述
DRV8828是打印机、扫描仪和其他自动化设备应用的集成电机驱动解决方案。该装置集成了单个NMOS H桥、电荷泵、电流检测、电流调节和装置保护电路。DRV8828可由8.2至45 V的单电压电源供电，并能提供高达3 a的连续输出电流。
一个简单的相位/ENBL接口可以方便地与外部控制器接口。5位电流控制方案允许多达32个离散电流电平。电流调节方法可在慢衰减、混合衰减和快衰减之间进行调节。
集成保护电路允许设备监控和保护过电流、欠电压和超温故障，这些故障都通过故障指示引脚（nFAULT）报告。集成了低功耗睡眠模式，使系统在不驱动电机时降低功耗。
功能框图
特性描述
PWM电机驱动器
DRV8828包含一个带电流控制PWM电路的H桥电机驱动器。电机控制电路的框图如图5所示。双极步进电机显示，但驱动器也可以驱动直流电机。
注意，有多个VM、ISEN、OUT和VREF管脚。所有类似的命名管脚必须在PCB上连接在一起。
桥梁控制
相位输入引脚控制电流通过H桥的方向。当激活高电平时，ENBL输入引脚启用H桥输出。逻辑输入ENBL和相位具有100 kΩ的内部下拉电阻。表1显示了逻辑。
电流调节
通过电机绕组的电流由固定频率的PWM电流调节器或电流斩波器调节。当H桥启用时，电流通过绕组的速度取决于绕组的直流电压和电感。一旦电流达到电流斩波阈值，电桥将禁用电流，直到下一个脉冲宽度调制周期开始。
对于步进电机，通常在任何时候都使用电流调节，改变电流可以使电机微步。对于直流电动机，电流调节用于限制电动机的起动和失速电流。
桥上的PWM斩波电流由比较器设置，比较器将连接到ISEN引脚的电流感测电阻器上的电压乘以系数5与参考电压进行比较。参考电压从xVREF引脚输入，并通过5位DAC进行缩放，该DAC允许在近似正弦序列中进行0到100%的电流设置。
满标度（100%）斩波电流在方程式1中计算。
例子：如果使用0.5Ω感测电阻器，且VREFx引脚为3.3 V，则满标度（100%）斩波电流将为3.3 V/（5 x 0.5Ω）=1.32 a。
五个输入引脚（I0-I4）用于将电桥中的电流缩放为VREF输入引脚和感测电阻设置的满量程电流的百分比。逻辑输入I0、I1、I2、I3和I4具有100 kΩ的内部下拉电阻器。引脚的功能如表2所示。
衰变模式
在PWM电流斩波过程中，H桥可驱动电流通过电机绕组，直到达到PWM电流斩波阈值。这在图6中显示为案例1。显示的电流方向指示相位引脚高时的状态。
一旦达到斩波电流阈值，H桥可以在两种不同的状态下工作，快衰减或慢衰减。
在快速衰减模式下，一旦达到PWM斩波电流电平，H桥将反转状态，以允许绕组电流反向流动。当绕组电流接近零时，电桥被禁用以防止任何反向电流流动。快速衰减模式如图6所示为案例2。
在慢衰减模式下，通过启用电桥中的两个低边场效应晶体管，绕组电流被重新循环。这在图6中显示为案例3。
DRV8828支持快速衰减、缓慢衰减和混合衰减模式。慢、快或混合衰变模式由衰变管脚的状态选择-逻辑低选择慢衰变，打开选择混合衰变操作，逻辑高设置快速衰变模式。衰变管脚有一个大约130 kù的内部上拉电阻器和一个大约80 kù的内部下拉电阻器。如果引脚保持打开或未驱动，则设置混合衰减模式。
混合衰减模式以快速衰减开始，但在固定的时间段（PWM周期的75%）切换到慢衰减模式，以便在固定的PWM周期的剩余时间内切换到慢衰减模式。
下料时间
在H桥中启用电流后，在启用电流检测电路之前，ISEN引脚上的电压将被忽略一段固定的时间。该消隐时间固定为3.75μs。注意消隐时间还设置了PWM的最小接通时间。
保护电路
DRV8828具有充分的保护，防止欠压、过电流和过热事件。
过流保护（OCP）
每个FET上的模拟电流限制电路通过移除栅极驱动来限制通过FET的电流。如果该模拟电流限制持续时间超过OCP时间，H桥中的所有FET将被禁用，nFAULT引脚将被驱动至低电平。设备将保持禁用状态，直到应用nRESET pin，或移除并重新应用VM。
高压侧和低压侧装置上的过电流情况；即对地短路、电源短路或电机绕组短路，都将导致过电流停机。注意，过电流保护不使用用于PWM电流控制的电流检测电路，并且与ISENSE电阻值或VREF电压无关。
热关机（TSD）
如果模具温度超过安全限值，H桥中的所有FET将被禁用，并且nFAULT引脚将被驱动到低电平。一旦模具温度下降到安全水平，操作将自动恢复。
欠压锁定（UVLO）
如果在任何时候VM引脚上的电压低于欠压锁定阈值电压，设备中的所有电路将被禁用，内部逻辑将被重置。当VM高于UVLO阈值时，操作将恢复。
设备功能模式
复位和复位操作
当低电平驱动时，nRESET引脚复位内部逻辑。它还禁用H桥驱动程序。当nRESET处于活动状态时，将忽略所有输入。nRESET引脚的内部下拉电阻为100 kΩ。nSLEEP引脚有一个1 MΩ的内部下拉电阻。
驱动nSLEEP低将使设备进入低功耗睡眠状态。在这种状态下，H桥被禁用，栅极驱动电荷泵停止，V3P3OUT调节器被禁用，所有内部时钟停止。在这种状态下，所有输入都被忽略，直到nSLEEP返回inactive high。从睡眠模式返回时，需要经过一段时间（大约1毫秒）后，电机驱动器才能完全工作。
应用与实施
注意
以下应用章节中的信息不是TI组件规范的一部分，TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定组件的适用性。客户应验证和测试其设计实现，以确认系统功能。
申请信息
DRV8828用于有刷电机或步进电机控制。板载电流调节允许通过简单的引脚配置来限制电机电流。
典型应用
设计要求
对于本设计示例，请使用表3中列出的参数。
详细设计程序
电流调节
最大电流（ITRIP）由Ix引脚、VREF模拟电压和感测电阻值（RSENSE）设定。当启动有刷直流电动机时，由于没有反电动势和高的制动转矩，可能会产生大的励磁涌流。电流调节将限制该涌入电流并防止启动时出现高电流。
示例-如果所需的斩波电流为1.5 A：
•设置RSENSE=200 mΩ
•VREF必须为1.5 V
•从V3P3OUT（3.3 V）创建电阻分压器网络，以设置VREF=1.5 V
•设置R2=10KΩ，设置R1=12KΩ
感测电阻器
为了获得最佳性能，感测电阻器必须：
•表面安装
•低电感
•额定功率足够高
•靠近电机驱动器
感测电阻器消耗的功率等于Irms2x R。例如，如果RMS电机电流为1.5 A，并且使用200 mΩ感应电阻器，则电阻器将消耗1.5 A2×0.2Ω=0.3 W。随着电流水平的增大，功率迅速增加。
电阻器通常在某些环境温度范围内有一个额定功率，以及在高环境温度下的降额功率曲线。当一个PCB与其他发热元件共用时，应增加余量。最好是测量最终系统中的实际感测电阻温度，以及功率mosfet，因为它们通常是最热的元件。
由于功率电阻器比标准电阻器更大、更昂贵，因此通常在感测节点和接地之间并联使用多个标准电阻器。这样可以分配电流和散热。
应用曲线
电源建议
DRV8828设计用于在8.2 V至45 V的输入电压电源（VM）范围内工作。该设备的绝对最大额定值为47 V。额定值为VM的0.1-μF陶瓷电容器必须放置在每个VM引脚上，尽可能靠近DRV8828。此外，VM上必须包括一个大容量电容器。
整体电容尺寸
具有合适的局部体积电容是电机驱动系统设计的一个重要因素。一般来说，有更多的体积电容是有益的，但缺点是成本和物理尺寸增加。
所需的本地电容量取决于多种因素，包括：
•电机系统所需的最高电流。
•电源的电容和提供电流的能力。
•电源和电机系统之间的寄生电感量。
•可接受的电压纹波。
•使用的电机类型（有刷直流、无刷直流、步进电机）。
•电机制动方法。
电源和电机驱动系统之间的电感会限制电源电流的变化率。如果局部大容量电容太小，系统将对过大的电流需求作出响应，或者随着电压的变化而从电机中卸载。当使用足够的大容量电容时，电机电压保持稳定，并能快速提供大电流。
数据表通常提供建议值，但需要进行系统级测试以确定适当尺寸的大容量电容器。
当电容器的工作电压大于额定值时，电容器应提供比电机额定电压更大的能量。
布局
布局指南
每个VM终端必须使用低ESR陶瓷旁路电容器旁路至GND，推荐值为VM额定值0.1μF。这些电容器应放置在尽可能靠近VM引脚的地方，并与设备的GND引脚有一个厚的迹线或接地平面连接。
VM引脚必须使用额定为VM的大容量电容器旁路接地。该成分可能是一种电解液。
低ESR陶瓷电容器必须放置在CP1和CP2引脚之间。TI建议VM的额定值为0.1μF。将此部件尽可能靠近销。
低ESR陶瓷电容器必须放置在VM和VCP引脚之间。TI建议16 V额定值为0.47μF。将该部件尽可能靠近销。此外，在VM和VCP之间放置1 MΩ。
使用额定电压为6.3 V的陶瓷电容器将V3P3旁路至接地。将该旁路电容器尽可能靠近引脚。
电流检测电阻器应尽可能靠近器件引脚，以尽量减少引脚和电阻器之间的痕迹电感。
布局示例
功耗
DRV8828的功耗主要由输出FET电阻或RDS（on）消耗的功率控制。直流有刷电动机运行时的平均功耗可由式3粗略估计。
其中：
•PTOT是总功耗
•RDS（on）是每个FET的电阻（高压侧和低压侧）
•IOUT（RMS）是施加到电机上的RMS输出电流
设备中能消耗的最大功率取决于环境温度和散热量。RDS（on）随着温度的升高而增加，因此随着器件的加热，功耗也随之增加。在确定散热器尺寸时，必须考虑到这一点。
散热
电源板™ 包装使用一个暴露的垫子来去除设备的热量。为了正确操作，该焊盘必须与PCB上的铜热连接以散热。在具有接地板的多层PCB上，这可以通过添加多个通孔来实现，以将热垫连接到地平面。在没有内部平面的PCB上，可以在PCB的任一侧添加铜区域来散热。如果在PCB的顶部和底部使用的是热传导层，则在PCB的顶部和底部之间使用热传导。
一般来说，提供的铜面积越多，消耗的功率就越大。
热信息
DRV8828具有如上所述的热关机（TSD）。如果模具温度超过约150°C，设备将被禁用，直到温度降至安全水平。
设备进入TSD的任何趋势都表明功率消耗过大、散热不足或环境温度过高。
包装材料信息
