DRV2901压电式传感器驱动器技术解析与应用

Texas Instruments DRV2901 PWM输入压电式传感器驱动器是一款高性能镜头清洁器传感器驱动器。该系统只需要简单的无源LC解调滤波器，即可提供高质量、高效且得到EMI合规验证的放大。该器件需要两个电源，12V用于GVDD和V DD ，12V至48V用于PVDD。由于采用了内部上电重置，因此DRV2901无需上电排序。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV2901 PWM输入压电式传感器驱动器数据手册.pdf

Texas Instruments DRV2901具有一个片上集成创新保护系统，可保护器件免受可能损坏系统的各种故障条件的影响。这些保护是短路保护、过流保护、欠压保护和过热保护。DRV2901具有一个专有限流电路，可降低在高电平瞬态期间器件关断的可能性。

特性

• 12V-48V宽电源电压运行
• 支持高达50W峰值电源
• 集成自我保护电路，包括
  • 短路
  • 过流
  • 欠压
  • 过热
• 具有90mΩ输出MOSFET的高效功率级
• 于加电保护的上电复位，无任何电源定序
• 44引脚HTSSOP封装 (DDV)
• 工作温度范围：-40°C至+125°C

功能框图

DRV2901压电式传感器驱动器技术解析与应用‌

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‌一、产品概述‌

DRV2901是德州仪器（TI）推出的一款高性能单通道PWM输入压电式传感器驱动器，专为超声波清洗及光学镜头清洁系统设计。其核心特点包括：

• ‌宽电压支持‌：12V至48V工作电压范围，兼容工业级电源设计。
• ‌高效功率输出‌：集成90mΩ低阻MOSFET，支持高达50W峰值功率输出。
• ‌多重保护机制‌：包含欠压保护（UVP）、过温保护（OTP）、过载及短路保护，确保系统可靠性。
• ‌简化设计‌：内置电源复位（POR）功能，无需电源时序控制，降低开发复杂度。

‌典型应用场景‌：

• 热成像相机镜头清洁
• 交通监控摄像头防污
• 无人机视觉系统维护

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‌二、关键技术与特性‌

‌1. 高效功率架构‌

• ‌半桥输出设计‌：支持A/B双通道独立控制，通过外部LC滤波器实现高质量PWM信号解调。
• ‌低损耗MOSFET‌：RDS(on)低至90mΩ（GVDD=12V时），减少热损耗，提升能效至90%以上。

‌2. 智能保护系统‌

• ‌ 可编程过流保护（OCP） ‌：通过外部电阻（22kΩ至100kΩ）调节阈值（3A至12.2A），适应不同负载需求。
• ‌两级温度监控‌：
  • ‌OTW警告‌：125°C时触发信号，提示降频或降温。
  • ‌OTE关断‌：155°C时强制进入高阻态，需复位恢复。

‌3. 简化接口设计‌

• ‌PWM直驱输入‌：兼容标准控制器（如ULC1001），无需额外信号调理。
• ‌开漏故障输出‌：SD（关断）和OTW（过温）引脚支持外部上拉，兼容3.3V/5V逻辑。

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‌三、典型应用电路设计‌

‌1. 电源配置‌

• ‌GVDD/VDD‌：12V±10%，需并联47μF+0.1μF电容滤波。
• ‌PVDD‌：12-48V，每通道需0.01μF+1μF去耦电容至GND_X。

‌2. 关键外围元件‌

• ‌自举电容‌：100nF（BST_X至OUT_X），高频应用可缩减至33nF。
• ‌电流检测电阻‌：1-2Ω（RSNS），用于反馈至控制器。

‌3. 布局建议‌

• ‌分层设计‌：顶层放置自举电容，底层布置PVDD滤波电容，缩短回流路径。
• ‌隔离敏感信号‌：低电压模拟地（AGND）与功率地（GND）通过开槽分隔，减少噪声耦合。

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‌四、设计注意事项‌

1. ‌电感选型‌：输出滤波电感需在最大电流下保持≥5μH感量，避免饱和导致保护误触发。
2. ‌散热管理‌：HTSSOP封装热阻θJA为50.7°C/W，需通过大面积铺铜或散热器控制结温。
3. ‌故障恢复‌：OTW信号建议连接MCU，动态调整负载以避免OTP触发。