DRV8845四路H桥电机驱动器技术解析

科技观察员 2025-08-25 649

描述

Texas Instruments DRV8845四路H桥驱动器设计用于各种工业应用。该器件可用于驱动最多两个步进电机或最多四个有刷直流电机。每个全桥输出的额定电流高达1.5A和38V。DRV8845包括脉宽调制 (PWM) 电流调节器以及2位非线性 DAC（数模转换器）。此功能可实现步进电机的全步长、半步长和四分之一步长模式控制以及直流电机的正转、反转和滑行模式控制。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8845四路H桥电机驱动器数据手册.pdf

PWM电流调节器使用智能调优衰减模式来降低电机可闻噪声和振动，提高精度并降低功率耗散。提供了内部同步整流控制电路以改善PWM操作期间的功率耗散。保护功能包具有迟滞功能的热关断 (OTSD)、欠压锁定 (UVLO) 和过流保护 (OCP)。不需要特殊的上电时序。Texas Instruments DRV8845采用6mm x 6mm 36 引脚QFN封装，具有裸露焊盘以增强热性能。

特性

集成了四个H桥
可驱动不同配置
- 两个步进电机
- 四个有刷直流电机
- 三个有刷直流电机
- 一个步进电机和两个有刷直流电机
- 一个步进电机和一个有刷直流电机
封装尺寸和软件兼容其他供应商提供的类似驱动器
工作电源电压范围：4.5V至38V
低R~~DS(ON)~~ ：24V、25°C时为900mΩ HS + LS
每个电桥具有1.5A满量程电流
业界通用PHASE/Ixx接口
同步整流
针对步进电机实现全步进、1/2步进和1/4步进运行
针对直流电机实现正转、反转和滑行模式
智能调优衰减可实现平稳安静的运行
支持3.3V和5V逻辑输入
保护功能
- VM欠压锁定 (UVLO)
- 电荷泵欠压 (CPUV)
- 过流保护 (OCP)
- 热关断 (OTSD)

简化原理图

驱动器

DRV8845四路H桥电机驱动器技术解析

一、产品概述

DRV8845是德州仪器(TI)推出的38V/1.5A四路H桥电机驱动器，采用Smart Tune技术优化电机控制性能。该器件专为需要高集成度电机驱动的工业应用设计，主要特点包括：

‌多电机驱动能力‌：可配置驱动2个步进电机或4个直流电机
‌宽电压范围‌：4.5V至38V工作电压
‌智能调节‌：集成Smart Tune衰减模式降低电机噪声
‌高集成度‌：内置PWM电流调节器和同步整流控制
‌保护功能‌：过流保护、热关断和欠压锁定

二、关键特性分析

2.1 电机驱动配置

DRV8845支持多种电机配置方式：

两个独立步进电机(全步/半步/1/4步)
四个独立有刷直流电机
混合配置(1个步进+2个直流电机)
桥路并联模式(最大3A输出)

2.2 电气参数

参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	-	4.5	-	38	V
输出电流	每桥	-	-	1.5	A
RDS(ON)	25°C	-	450	550	mΩ
睡眠电流	VM=24V	-	1.3	3	μA
传输延迟	CL=15pF	-	6	8	ns

三、功能架构

3.1 智能调节技术

DRV8845采用Smart Tune动态衰减模式，具有以下优势：

自动调整衰减比例减少电机振动
消除传统混合衰减模式的手动调谐需求
固定16μs关断时间确保稳定运行
在下降沿自动切换为快速衰减模式

3.2 PWM电流控制

每路H桥采用独立PWM电流控制：

电流限制值：ITRIPMax = VREF/(3×RSENSE)
并联模式：ITRIPMax = 2×VREF3/(3×RSENSE)
消隐时间：典型1μs防止误触发
支持快速/慢速/混合衰减模式

四、典型应用设计

4.1 双步进电机驱动电路

‌关键设计要点‌：

电流检测电阻选择：
- 典型值0.36Ω(1.5A时产生162mV压降)
- 功率额定值≥1W
VREF设置：
- 使用电阻分压或DAC输出
- 最大1.5V对应满量程电流
去耦电容：
- VM引脚：0.1μF陶瓷+10μF钽电容
- VCP引脚：0.22μF陶瓷电容

4.2 保护电路设计

过流保护：
- 阈值2.5A(典型)
- 消隐时间2.1μs
热管理：
- QFN封装θJA=29.9°C/W
- 需良好PCB散热设计
故障恢复：
- 睡眠模式复位脉冲20-40μs
- 电源循环复位

五、布局指南

‌关键准则‌：
- 电流检测走线长度<5mm
- 功率地单独布线
- CP1-CP2电容距引脚<2mm
‌热设计建议‌：
- 裸露焊盘使用4×4阵列过孔
- 铜箔面积≥6×6mm²
- 建议使用2oz铜厚
‌层叠方案‌：
- 顶层：信号走线
- 中间层：完整地平面
- 底层：电源布线

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