DRV8802点击型号即可查看芯片规格书
特征
•8.2-V至45-V工作电源电压范围
•双H桥电流控制电机驱动器
–驱动两个直流电机
–制动模式
–四电平绕组电流控制
•1.6-A 24 V和TA 25°C下的最大驱动电流
•工业标准并行数字控制接口
•低电流睡眠模式
•内置3.3-V参考输出
•包装面积小
•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）
•热增强表面贴装组件
应用
•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
DRV8802为打印机、扫描仪和其他自动化设备应用提供了一个集成的电机驱动解决方案。该装置有两个H桥驱动器，用于驱动直流电机。每个输出驱动块由N通道功率MOSFET构成，其被配置为驱动电机绕组的H桥。DRV8802可为每个H桥提供高达1.6 A峰值或1.1 A RMS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。衰减模式可编程，以便在禁用时允许电机制动或滑行。
提供过电流保护、短路保护、欠压闭锁、超温等内部停机功能。
DRV8802采用28针带PowerPAD的HTSSOP封装™ （环保：RoHS&无Sb/Br）。
典型特征
详细说明
概述
DRV8802是一个集成的电机驱动器解决方案，用于两个刷直流电机。该装置集成了两个NMOS H桥、电流检测、调节电路和详细的故障检测。DRV8802的电源电压为8.2V至45V，能够提供高达1.6A的满量程输出电流。
相位/ENBL接口允许与控制器电路进行简单的接口。绕组电流控制允许外部控制器调整提供给电机的调节电流。电流调节是高度可配置的，有两种衰减工作模式。快衰减和慢衰减可根据应用要求选择。
包括一个低功率睡眠模式，允许系统在不驱动电机时节省功率。
功能框图
特征描述
脉宽调制电机驱动器
DRV8802包含两个带有电流控制PWM电路的H桥电机驱动器。图5显示了电机控制电路的框图。
注意，有多个VM管脚。所有虚拟机引脚必须连接在一起的电机电源电压。
保护电路
DRV8802完全防止欠压、过流和过热事件。
过电流保护（OCP）
每个场效应管上的模拟电流限制电路通过移除栅极驱动来限制通过场效应管的电流。如果此模拟电流限制持续时间超过OCP时间，则H桥中的所有FET将被禁用，nFAULT引脚将被驱动为低电平。在应用nRESET pin或移除并重新应用VM之前，设备将保持禁用状态。
高侧和低侧设备上的过电流条件；即，对地短路、对电源短路或对电机绕组短路都会导致过电流停机。请注意，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。
热停堆（TSD）
如果模具温度超过安全限值，H桥中的所有FET将被禁用，nFAULT引脚将被驱动低。一旦模具温度降至安全水平，操作将自动恢复。
欠压锁定（UVLO）
如果在任何时候虚拟机引脚上的电压低于欠压锁定阈值电压，则设备中的所有电路都将被禁用，内部逻辑复位。当VM上升到UVLO阈值以上时，操作恢复。
设备功能模式
桥梁控制
X相输入引脚控制通过每个H桥的电流方向，从而控制直流电机的旋转方向。xENBL输入引脚在高激活时启用H桥输出，也可用于电机的PWM速度控制。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，并且可以通过改变电流使电机微步。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。
通过比较器设置PWM斩波电流，比较器将连接到xISEN管脚的电流感测电阻器上的电压乘以系数[1]与参考电压进行比较。参考电压从xVREF引脚输入，并通过2位DAC进行缩放，该DAC允许电流设置为满标度的100%、71%、38%加零。
满标度（100%）斩波电流在方程式1中计算。
例子：如果使用0.5欧感测电阻器，且VREFx引脚为3.3 V，则满标度（100%）斩波电流为3.3 V/（5×0.5Ω）=1.32 A。
每个H桥使用两个输入管脚（xI1和xI0）将每个桥中的电流按VREF输入管脚和感测电阻设置的满标度电流的百分比缩放。引脚的功能如表2所示。
注意，当两个xI位都为1时，H桥被禁用，并且没有电流流。
例子：如果使用0.5欧感测电阻器，且VREF引脚为3.3 V，则在100%设置（xI1，xI0=00）下，斩波电流为1.32 a。在71%设置（xI1，xI0=01）下，电流为1.32 A×0.71=0.937 A；在38%设置（xI1，xI0=10）下，电流为1.32 A×0.38=0.502 A。如果（xI1，xI0=11），电桥被禁用且无电流流动。
衰减模式和制动
在PWM电流斩波期间，H桥被启用来驱动通过电机绕组的电流，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xENBL引脚高的状态。
一旦达到斩波电流阈值，H桥可以在快衰减和慢衰减两种不同的状态下工作。
在快速衰减模式下，一旦达到PWM斩波电流水平，H桥就会反转状态，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。快速衰减模式如例2所示，如图6所示。
在慢衰减模式下，通过启用电桥中的两个低侧FET，绕组电流重新循环。这在图6中显示为案例3。
DRV8802支持快衰减和慢衰减模式。慢衰变或快衰变模式由衰变管脚的状态选择-逻辑低选择慢衰变，逻辑高设置快衰变模式。注意，衰变管脚设置了两个H桥的衰变模式。
当电桥被禁用时（通过使ENBL引脚处于非活动状态），衰减模式也会影响电桥的操作。如果使能输入用于电机的脉宽调制速度控制，或仅用于启动和停止电机旋转，则适用于此。
如果衰变管脚高（快速衰变），当电桥被禁用时，所有FET都被关闭，衰变电流流过体二极管。这样可以使发动机滑行至停止。
如果衰变管脚低（慢衰变），当ENBL变为非活动状态时，两个低边fet都将打开。这基本上短路了电机的反电动势，导致电机制动，并迅速停止。低边场效应晶体管即使在电流达到零时仍保持导通状态。
下料时间
在H桥中启用电流后，在启用电流检测电路之前，xISEN引脚上的电压会被忽略一段固定的时间。此消隐时间固定为3.75μs。请注意，消隐时间还设置了脉宽调制的最小开启时间。
nRESET和nSLEEP操作
当驱动激活低时，nRESET引脚重置内部逻辑。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。
将nSLEEP设为低功耗睡眠状态。在这种状态下，H桥被禁用，栅极驱动电荷泵被停止，V3P3输出调节器被禁用，所有内部时钟被停止。在此状态下，所有输入都将被忽略，直到nSLEEP返回inactive high。当从睡眠模式返回时，需要经过一段时间（大约1毫秒），电机驱动器才能完全工作。
应用与实施
注意：以下应用程序部分中的信息不属于TI组件规范的一部分，TI不保证其准确性或完整性。TI的客户负责确定部件是否适合其用途。客户必须验证和测试其设计实现，以确认系统功能。
申请信息
DRV8802可用于控制两个刷直流电机。相位/ENBL接口控制输出，电流控制可通过内部电流调节电路实现。内部保护电路和nFAULT引脚提供详细的故障报告。
典型应用
设计要求
表3列出了这个设计示例的参数。
详细设计程序
电流调节
在步进电机中，设定的满标度电流（IFS）是通过任一绕组驱动的最大电流。这个量取决于xVREF模拟电压和感测电阻值（RSENSE）。在步进过程中，IFS定义最大电流步进的电流斩波阈值（ITRIP）。DRV8802的增益设置为5V/V。
若要在RSENSE为0.2Ω时达到IFS=1.25 A，xVREF必须为1.25 V。
衰变模式
DRV8802支持两种不同的衰减模式：慢衰减和快衰减。通过电机绕组的电流通过固定频率的PWM方案进行调节。这意味着，在任何驱动相位之后，当电机绕组电流达到电流斩波阈值（ITRIP）时，DRV8802将绕组置于两种衰减模式之一，直到脉宽调制周期结束。之后，新的驱动阶段开始。消隐时间tBLANK定义了电流斩波的最小驱动时间。在tBLANK过程中忽略ITRIP，因此绕组电流可能会超过跳闸水平。
感测电阻器
为了获得最佳性能，传感电阻必须：
•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Irms2×R。例如，如果均方根电机电流为2-A，并且使用100-mΩ感测电阻器，则电阻器消耗的功率为2 A 2×0.1Ω=0.4 W。随着电流水平的提高，功率迅速增加。
电阻器的额定功率通常在一定的环境温度范围内，并且在高环境温度下会出现额定功率降低曲线。当PCB与其它发热元件共用时，必须增加余量。在最终系统中，测量实际感测电阻温度和功率mosfet总是最好的，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，通常在感测节点和接地之间并联使用多个标准电阻器。这样可以分散电流和散热。
应用曲线
电源建议
DRV8802设计用于在8.2 V和45 V之间的输入电压（VMx）范围内工作。两个额定电压为VMx的0.1μF陶瓷电容器必须分别放置在离VMA和VMB引脚尽可能近的位置（每个引脚一个）。除了局部去耦电容器外，还需要额外的大容量电容器，并且必须根据应用要求调整其尺寸。
体电容
体积电容的大小是电机驱动系统设计中的一个重要因素。它取决于多种因素，包括：
•电源类型
•可接受的电源电压纹波
•电源线中的寄生电感
•电机类型（刷直流、无刷直流、步进电机）
•电机启动电流
•电机制动方法
电源和电机驱动系统之间的电感限制了从电源可以改变的速率电流。如果局部体积电容太小，系统会随着电压的变化对过大的电流需求做出响应，或从电机输出。您必须调整大容量电容以满足可接受的电压纹波水平。
数据表通常提供了一个推荐值，但需要进行系统级测试以确定合适大小的大容量电容器。
电源和逻辑顺序
没有为DRV8802通电的特定顺序。在应用VMx之前，数字输入信号可以出现。在将VMx应用于DRV8802之后，它将根据控制管脚的状态开始操作。
布局
布局指南
必须使用低ESR陶瓷旁路电容器将VMA和VMB引脚旁路至GND，该电容器的建议值为0.1-μF，额定值为VMx。该电容器必须放置在尽可能靠近VMA和VMB管脚的位置，并与设备接地管脚进行粗线或接地平面连接。
必须使用适当的大容量电容器将VMA和VMB引脚旁路接地。该部件可能是电解的，必须靠近DRV8802。
必须在VMA和VCP管脚之间放置一个低ESR陶瓷电容器。TI建议额定值为0.1μF，额定值为16 V。将该部件尽可能靠近销。另外，在VCP和VMA之间放置一个1 MΩ电阻。
使用额定电压为6.3 V的陶瓷电容器将V3P3旁路接地。将该旁路电容器尽可能靠近引脚。
布局示例
热因素
DRV8802具有热关机（TSD），如热关机（TSD）中所述。如果模具温度超过大约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损耗过大、散热不足或环境温度过高。
功耗
DRV8802中的功耗主要由输出FET电阻或RDS（开）中的功耗决定。直流电动机运行时，每一个H桥的平均功耗可由方程式3粗略估计。
式中：
•P为一座H桥的功耗
•RDS（ON）是每个场效应晶体管的电阻
•IOUT是施加在每个绕组上的均方根输出电流
•IOUT等于直流电机的平均电流。
注意，在启动和故障条件下，该电流远高于正常运行电流；还必须考虑这些峰值电流及其持续时间。系数2来自于两个FET在任何时刻都在传导绕组电流（一个高侧和一个低侧）。
总的器件损耗是两个H桥中的每一个加在一起所消耗的功率。
设备中可耗散的最大功率取决于环境温度和散热。
注意：RDS（ON）随着温度的升高而增大，随着器件的发热，功耗也随之增大。在调整散热器大小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。为了正常工作，该焊盘必须与印刷电路板上的铜热连接以散热。在带有接地平面的多层PCB上，这可以通过添加若干通孔来实现，以将热垫连接到接地平面。在没有内平面的PCB上，可以在PCB的任一侧添加铜区来散热。如果铜板区域位于设备PCB的另一侧，则热通孔用于在顶层和底层之间传递热量。
一般来说，可以提供的铜面积越多，可以消耗的功率就越多。
包装材料信息
