Texas Instruments DRV8849双路步进电机驱动器设计用于工业和消费类应用。该器件完全集成了四个N沟道功率MOSFET H桥驱动器、一个用于每个步进的微步进分度器以及集成电流检测功能。DRV8849可驱动高达1.5A满量程输出电流（取决于PCB设计）。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8849双路步进电机驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments DRV8849采用内部电流检测架构，无需再使用四个外部功率检测电阻，可缩小PCB面积并降低系统成本。该器件采用内部PWM电流调节方案，具有智能调优衰减模式。智能调优可通过自动调节实现所需的电流调节性能，并对电机变化和老化效应进行补偿和减少电机的可闻噪声及振动。

借助简单的STEP/DIR接口，可通过外部控制器管理步进电机的方向和步进速率。这款器件可配置为从全步进模式到1/256微步进模式。借助专用的nSLEEP引脚，可提供低功耗休眠模式。该器件具有的保护功能包括：电源欠压、电荷泵故障、过流、短路和过热保护。每个步进器的故障条件由一个nFAULT引脚指示。

特性

• 双步进电机驱动器
  • STEP/DIR接口
  • 最高1/256的微步进分度器
• 工作电源电压范围：4.5V至38V
• RDS (ON) ：900mΩ HS+LS（24V、25°C时）
• 每个H桥具有1.5A满量程、1.1A均方根电流
• 集成电流检测功能
  • 无需检测电阻
• 满量程电流精度：±5%
• 智能调优衰减技术
• 智能调优中的可配置关断时间PWM斩波
  • 8µs、16µs或32µs
• 支持1.8V、3.3V、5.0V逻辑输入
• 低电流休眠模式 (1.3µA)
• 针对每个步进器的保护功能
  • VM欠压闭锁 (UVLO)
  • 电荷泵欠压 (CPUV)
  • 过流保护 (OCP)
  • 热关断 (OTSD)
  • 故障状态输出 (nFAULT)

简化原理图

DRV8849双路步进电机驱动器技术解析与应用指南

一、产品核心特性

DRV8849是德州仪器(TI)推出的高性能双路步进电机驱动器，具有以下突出特性：

• ‌宽电压工作范围‌：4.5V至38V，适应工业及消费电子应用需求
• ‌高集成度设计‌：集成四个N沟道功率MOSFET H桥驱动器
• ‌智能电流调节‌：采用Smart Tune衰减技术，自动优化电机性能
• ‌精密微步控制‌：支持高达1/256微步分辨率
• ‌集成电流检测‌：无需外部传感电阻，精度达±5%
• ‌多重保护机制‌：包含过流、欠压、过热等全面保护功能

二、关键参数分析

2.1 电气特性

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	-	-	2.5(峰值)	A
RDS(ON)	25°C	-	450	550	mΩ
睡眠电流	VM=24V	-	1.3	3	μA
微步分辨率	-	全步	-	1/256	-

2.2 性能优势

• ‌高效率‌：900mΩ HS+LS RDS(ON)@24V
• ‌低噪声‌：智能衰减技术减少电机振动
• ‌节能设计‌：睡眠模式仅1.3μA静态电流
• ‌简化设计‌：集成电流检测节省PCB空间

三、功能架构解析

3.1 微步控制技术

DRV8849内置精密微步分度器，支持多种步进模式：

• 全步（2相激励）
• 非圆形半步
• 1/4步至1/256微步

通过MODE0x和MODE1x引脚可灵活配置步进模式，各模式电流波形遵循正弦/余弦规律，确保运动平滑。

3.2 电流调节系统

• ‌参考电压设置‌：VREFx=2.2×IFS，最大3.3V
• ‌PWM斩波控制‌：固定消隐时间1μs
• ‌智能衰减模式‌：
  • Ripple Control（动态关断时间）
  • Dynamic Decay（固定关断时间：8/16/32μs可选）

3.3 保护电路设计

• ‌电源监控‌：VM UVLO(4.1-4.35V)
• ‌过流保护‌：2.5A阈值，2.1μs消隐
• ‌热关断‌：155-175°C触发
• ‌故障指示‌：nFAULTx开漏输出

四、典型应用设计

4.1 双电机驱动方案

‌电路设计要点‌：

1. ‌电源设计‌：
   • VM引脚：0.01μF陶瓷+10μF钽电容
   • VCP引脚：0.22μF电荷泵电容
2. ‌电流设置‌：
   • VREF=2.2×目标电流
   • 支持DAC/PWM动态调节
3. ‌接口设计‌：
   • STEP/DIR标准控制接口
   • nFAULT需4.7kΩ上拉

4.2 布局指南

1. ‌关键准则‌：
   • 功率地单点连接
   • 电荷泵电容距引脚<2mm
   • 热焊盘使用4×4过孔阵列
2. ‌热管理‌：
   • 6×6mm²铜箔面积
   • 建议2oz铜厚
3. ‌层叠方案‌：
   • 顶层：信号走线
   • 中间层：完整地平面
   • 底层：电源布线

五、应用场景

DRV8849特别适用于以下领域：

1. ‌工业设备‌：
   • 3D打印机
   • ATM机
   • 工业缝纫机
2. ‌消费电子‌：
   • 网络摄像头云台
   • 打印机/扫描仪
3. ‌医疗设备‌：
   • 医学成像系统
   • 诊断设备