Texas Instruments DRV8316/DRV8316-Q1三相集成FET电机驱动器是一款单芯片功率级解决方案，专为驱动12V无刷直流电机而设计，最高可达40W。DRV8316/DRV8316-Q1驱动器结合了三个1/2H电桥，具有40V的绝对最大能力和95mΩ（高压侧加低压侧）的超低R DS(ON) ，从而可实现高功率驱动能力。

数据手册：

*附件：DRV8316数据手册.pdf

*附件：DRV8316-Q1数据表.pdf

TI DRV8316/DRV8316-Q1电机驱动器具有集成电流检测功能，无需外部检测电阻器。可调降压稳压器和LDO的电源管理性能为DRV8316/DRV8316-Q1器件生成必要的电压轨，可用于为外部电路供电。

DRV8316/DRV8316-Q1实现了6x或3x PWM控制方案，可用于使用外部微控制器实施有传感器或无传感器磁场定向控制 (FOC)、正弦控制或梯形控制。DRV8316-Q1能够驱动高达200kHz的PWM频率。该控制方案具有高度可配置性，可通过硬件引脚或寄存器设置进行配置，范围涵盖从电机电流限制行为到故障响应。

DRV8316/DRV8316-Q1集成多种保护特性，旨在出现故障事件时保护该器件、电机和系统。DRV8316-Q1器件符合汽车应用类AEC-Q100标准。

特性

• 三相BLDC电机驱动器
• 4.5V至35V工作电压（绝对最大值40V）
• 高输出电流能力： 8A峰值
• 低MOSFET导通电阻
  • RDS(ON) ：95mΩ（高侧+低侧，TA = 25°C时）
• 低功耗睡眠模式
  • 1.5µA（在VVM = 24V，TA = 25°C时）
• 多种控制接口选项
  • 6个PWM控制接口
  • 3个PWM控制接口
• 支持高达200kHz PWM频率，支持低电感电机
• 逐周期限流
• 集成内置电流检测
  • 它无需外部电流检测电阻器
• 硬件或5MHz 16位SPI接口
• 支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
• 内置3.3V (5%)、30mA LDO 稳压器
• 内置3.3V/5V、200mA降压稳压器
• 延迟补偿减少占空比失真
• 整套集成保护特性
  • 电源欠压闭锁 (UVLO)
  • 电荷泵欠压 (CPUV)
  • 过流保护 (OCP)
  • 热警告和热关断 (OTW/OTSD)
  • 故障状态指示引脚 (nFAULT)
  • 可选择通过SPI接口进行故障诊断

简化示意图

基于DRV8316的三相无刷直流电机驱动技术解析

一、DRV8316产品概述

DRV8316是德州仪器(TI)推出的一款高性能三相BLDC(无刷直流)电机驱动器，专为12V和24V电机系统设计。该器件集成了三个半桥功率级，采用40V绝对最大电压工艺制造，具有95mΩ(典型值，高边+低边)的低导通电阻，可提供高达8A的峰值输出电流。

‌关键特性‌：

• 宽工作电压范围：4.5V至35V(40V绝对最大值)
• 超低功耗睡眠模式：1.5µA @24V
• 多种控制接口选项：6x/3x PWM控制，支持带逐周期电流限制
• 集成电流检测功能，无需外部检测电阻
• 内置3.3V/30mA LDO和可调(3.3V/5V)200mA降压稳压器
• 全面的保护功能：欠压锁定、过流保护、热警告/关断等

二、核心功能详解

2.1 功率输出级设计

DRV8316采用优化的MOSFET结构实现高效率功率输出：

• ‌ RDS(ON) ‌：在25°C、VVM>6V条件下，总导通电阻仅95mΩ(典型值)
• ‌驱动能力‌：每相支持8A峰值电流，适合驱动80W以下电机
• ‌死区时间‌：自动死区时间控制，范围500-3400ns(取决于配置的压摆率)

2.2 集成电流检测

器件采用先进的集成电流检测技术：

• ‌可编程增益‌：通过SPI(DRV8316R)或硬件引脚(DRV8316T)选择0.15V/A至1.2V/A四种增益
• ‌高精度‌：全温度范围内增益误差<±12.5%
• ‌宽检测范围‌：±8A满量程，支持双向电流检测
• ‌快速响应‌：1µs内达到1%精度(30pF负载)

2.3 电源管理系统

DRV8316集成完整的电源解决方案：

• ‌降压稳压器‌：可配置输出3.3V/4.0V/5.0V/5.7V，最大200mA
• ‌LDO稳压器‌：固定3.3V输出，30mA驱动能力
• ‌电荷泵‌：内置4.7V(典型值)栅极驱动电源

三、保护功能实现

DRV8316提供全面的保护机制：

‌电压相关保护‌：

• 欠压锁定(UVLO)：4.4V(上升)/4.2V(下降)
• 过压保护(OVP)：可配置20V或34V阈值
• 电荷泵UVLO：2.5V(上升)/2.4V(下降)

‌电流/温度保护‌：

• 可编程过流保护(OCP)：10A至31A(硬件模式)
• 逐周期电流限制：精度±10%
• 热警告/关断：两级温度保护

四、设计注意事项

1. ‌PCB布局建议‌：
   • 使用星型接地拓扑，分离功率地(PGND)和信号地(AGND)
   • VM引脚就近放置至少两个0.1µF+一个10µF去耦电容
   • 保持高电流路径短而宽，减少寄生电感
2. ‌热管理‌：
   • 充分利用暴露的散热焊盘(θJA=25.7°C/W)
   • 在持续高负载应用中考虑额外散热措施
3. ‌控制接口选择‌：
   • 对于简单应用：选用硬件引脚配置的DRV8316T
   • 需要灵活配置：选择SPI接口的DRV8316R

五、典型应用场景

1. ‌医疗设备‌：CPAP呼吸机的无刷电机驱动
2. ‌工业自动化‌：小型机械臂关节控制
3. ‌消费电子‌：相机云台稳定系统
4. ‌家电应用‌：高效能风扇/泵驱动