DRV8836双低压H桥集成电路

特征

•双H桥电机驱动器

–能够驱动两台直流电机或一台步进电机

–低MOSFET On-R环境：HS+LS 305 mΩ•每个H桥的最大驱动电流为1.5 A

•为3-A驱动电流配置并联桥

•2-V至7-V工作电源电压

•灵活的PWM或相位/启用接口

•低功耗休眠模式，最大电源电流为95毫安

•专用nSLEEP输入引脚

•微型2.00-mm×3.00-mm WSON封装

应用

•电池供电：

–单反镜头

–消费品

–玩具

–机器人技术

–摄像头

–医疗器械

说明

DRV8836为摄像机、消费品、玩具和其他低电压或电池供电的运动控制应用提供了集成的电机驱动解决方案。该设备有两个H桥驱动器，可以驱动两个直流电机或一个步进电机，以及其他设备，如螺线管。每个模块的输出驱动模块由N沟道功率MOSFET组成，配置成H桥来驱动电机绕组。内部电荷泵产生栅极驱动电压。

DRV8836为每个H桥提供高达1.5 A的输出电流。它的工作电压从2伏到7伏。

可选择与工业标准设备兼容的相/使能和输入/输入接口。提供了一种低功耗休眠模式，该模式关闭所有不必要的逻辑，以提供非常低的电流状态。

提供过流保护、短路保护、欠压闭锁和超温的内部停机功能。

DRV8836封装在一个小的12针WSON封装中（环保：RoHS和no 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医嘱内容附录。

简化示意图

典型特征

详细说明

概述

DRV8836是一个集成的电机驱动器解决方案，用于碳刷电机控制。该设备集成了两个H桥，可驱动两台直流电机或一台步进电机。每个H桥的输出驱动器块由N通道功率MOSFET组成。内部电荷泵产生栅极驱动电压。保护功能包括过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热保护。

这些电桥并联以增加电流容量。

模式引脚允许选择相位/启用或输入/输入接口。

功能框图

特性描述

睡眠模式

如果nSLEEP引脚进入逻辑低电平状态，DRV8836进入低功耗休眠模式。在这种状态下，所有不必要的内部电路都会断电。

电源和输入引脚

输入引脚上有一个弱下拉电阻（约100 kΩ）接地。

保护电路

DRV8836具有充分的保护，可防止欠压、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，则H桥中的所有FET将禁用。大约1毫秒后，电桥自动重新启用。

高压侧和低压侧装置上的过电流情况，如对地短路、电源短路或电机绕组短路，都会导致过电流停机。

热关机（TSD）

如果模具温度超过安全限值，H桥中的所有FET将失效。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，VCC引脚上的电压低于欠压锁定阈值电压，设备中的所有电路都将失效，内部逻辑复位。当VCC高于UVLO阈值时，操作恢复。

设备功能模式

当nSLEEP引脚设置为逻辑高电平时，DRV8836激活。当处于睡眠模式时，H桥FET禁用（Hi-Z）。

桥梁控制

DRV8836有两种控制模式：输入/输入模式和相位/启用模式。如果模式引脚被驱动到低电平或保持未连接，则选择IN/IN模式；如果模式引脚被驱动到逻辑高电平，则选择相位/启用模式。下表显示了这些模式的逻辑。

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

DRV8836用于一个或两个电机控制应用。并联配置时，DRV8836为一台电机提供双倍电流。

典型应用

DRV8836中的两个H桥可以并联，以使单个H桥的电流加倍。图5显示了这些连接。

以下设计是DRV8836的常见应用。

设计要求

设计要求见表5。

详细设计程序

以下设计过程可用于在有刷电机应用中配置DRV8836。

电机电压

适当的电机电压取决于所选电机的额定值和所需的转速。更高的电压使刷直流电机的旋转速度更快，同样的脉宽调制占空比应用于功率场效应晶体管。更高的电压也会增加通过感应电动机绕组的电流变化率。

低功率运行

当进入睡眠模式时，TI建议将所有输入设置为逻辑低，以最小化系统功率。

应用曲线

以下范围捕捉VCC从0 V上升到6 V时的电机启动。通道1为VCC，通道4为启动期间空载电机的电机电流。使用的电机是NMB技术公司OOB7PA12C，PPN7PA12C1。随着VCC的斜坡，电机中的电流增加，直到电机速度加快。

然后，电机电流降低以进行正常操作。

输入设置如下：

•模式：输入/输入

•AIN1：高

•AIN2：低

电源建议

本体电容

合适的局部体积电容是电机驱动系统设计中的一个重要因素。大容量电容通常是有益的，但可能会增加成本和物理尺寸。

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限制了电源的电流变化率。如果局部大容量电容太小，系统会根据电压变化对电机的过大电流需求或转储做出响应。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。

数据表提供了一个推荐值，但需要进行系统级测试以确定适当尺寸的大容量电容器。

布局

布局指南

应使用低ESR陶瓷旁路电容器将VCC引脚旁路至GND，推荐值为VCC额定值0.1-μF。该电容器应放置在尽可能靠近VCC引脚的地方，并与设备的GND引脚有一个粗的迹线或接地平面连接。

VCC引脚必须使用适当的大容量电容器旁路接地。该部件可能是一个电解液，应位于DRV8836附近。

布局示例

热注意事项

DRV8836具有热关机（TSD）中所述的热关机（TSD）。如果模具温度超过约150°C，设备将禁用，直到温度降至安全水平。

设备进入热关机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。

功耗

在DRV8836中，输出FET电阻或RDS（on）中消耗的功率控制着功耗。运行两个H桥时的平均功耗可通过方程式1粗略估计：

式中：

•PTOT是总功耗，RDS（ON）是HS加LS fet的电阻，IOUT（RMS）是施加到每个绕组的RMS输出电流。IOUT（RMS）约等于0.7×满标度输出电流设置。系数2来自于有两个H桥的事实。

设备中消耗的最大功率取决于环境温度和散热量。

注意：RDS（ON）随温度升高而增加。当设备发热时，功耗增加。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。如果铜区在PCB的另一侧，热通孔用于在顶层和底层之间传递热量。

一般来说，提供的铜面积越多，消耗的功率就越大。