Texas Instruments DRV8231 33V H桥驱动器是一款集成电机驱动器，具有N沟道H桥、电荷泵、电流检测反馈、电流调节和保护电路。电荷泵通过支持N沟道MOSFET半桥和100%占空比驱动来提高效率。

数据手册：*附件：Texas Instruments DRV8231 33V H桥驱动器驱动器数据手册.pdf

DRV8231通过比较ISEN引脚上电流检测分流电阻器上的模拟输入VREF和电压来进行电流调节。限流能力可显著降低电机启动和失速情况下的大电流。

低功耗休眠模式通过关断大部分内部电路来实现超低静态电流消耗。内部保护特性包括电源欠压闭锁、输出过流和器件过热。Texas Instruments DRV8231是一系列器件的一部分，具有引脚对引脚、可扩展R DS(on) 和电源电压选项，支持各种负载和电源轨，设计变化极小。

特性

• N通道H桥有刷直流电机驱动器
• 工作电源电压范围：4.5V至33V
• 引脚对引脚、R DS(on) 、电压和电流检测/调节型号（外部分流电阻器和集成电流镜）
• 集成电流调节
• 低功率睡眠模式
  • <1µA（V VM =24V，T J =25°C时）
• 小型封装尺寸和占位面积
  • 8引脚WSON，带PowerPAD™，2.0mm × 2.0mm
  • 8引脚HSOP封装，带有PowerPAD™，4.9mm × 6.0mm
• 集成保护特性
  • VM欠压闭锁 (UVLO)
  • 自动重试过流保护 (OCP)
  • 热关断 (TSD)

功能框图

DRV8231 H桥电机驱动器技术解析与应用指南

一、产品概述

Texas Instruments的DRV8231是一款集成电流调节功能的3.7A有刷直流电机驱动器，采用N通道H桥设计，具有4.5V至33V的宽工作电压范围。该器件提供两种电流检测/调节变体：外部分流电阻和集成电流镜版本（DRV8231A），满足不同应用场景的需求。

‌关键特性‌：

• 峰值输出电流能力达3.7A
• PWM控制接口，支持1.8V/3.3V/5V逻辑输入
• 集成电流调节功能，有效限制启动和堵转电流
• 低功耗睡眠模式（<1µA@VVM=24V）
• 小型封装选项：2.0×2.0mm WSON或4.9×6.0mm HSOP
• 完善的保护功能：欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)和热关断(TSD)

二、核心技术解析

1. H桥驱动架构

DRV8231采用全N沟道MOSFET H桥设计，典型RDS(on)为600mΩ。其内置电荷泵支持100%占空比驱动，通过四个N沟道MOSFET实现双向电机控制。控制逻辑简单，只需两个数字输入(IN1/IN2)即可实现：

• 正转(IN1=1, IN2=0)
• 反转(IN1=0, IN2=1)
• 制动(IN1=1, IN2=1)
• 滑行/休眠(IN1=0, IN2=0)

2. 电流调节技术

该器件的突出特点是集成电流调节功能，通过比较VREF电压与ISEN引脚上的分流电阻压降来实现。电流调节阈值计算公式为：
ITRIP = 10 × (VREF / RSENSE)

这种设计可显著降低电机启动和堵转时的大电流，保护电机和驱动电路。当不使用电流调节时，ISEN引脚可直接接地。

3. 保护机制

DRV8231集成了三重保护电路：

1. ‌ 欠压锁定(UVLO) ‌：VM电压低于4.05V(下降阈值)时禁用输出
2. ‌ 过流保护(OCP) ‌：电流超过3.7A时触发自动重试机制
3. ‌ 热关断(TSD) ‌：结温超过150°C时关闭输出，40°C滞后恢复

三、典型应用设计

1. 电机驱动电路设计

‌关键元件选型‌：

• 电源去耦：0.1µF陶瓷电容(VM引脚)+47µF电解电容
• 电流检测电阻：推荐低电感、高功率的表面贴装电阻
• 散热设计：通过大面积接地层和多层过孔优化热性能

‌PCB布局建议‌：

• 将ISEN走线作为Kelvin连接，减少测量误差
• 功率回路面积最小化以降低EMI
• 热焊盘充分连接至接地平面

2. 堵转检测方案

通过外接电流检测放大器(如TLV6001)监测ISEN电压，可实现智能堵转检测：

1. 设置MCU ADC检测阈值(如1A)
2. 忽略启动时的涌入电流(约80ms)
3. 持续检测运行电流，超过阈值时触发保护

3. 继电器驱动应用

DRV8231同样适合驱动单/双线圈闭锁继电器：

• 单线圈：使用H桥正/反转状态驱动
• 双线圈：中心抽头接VM，利用体二极管作为续流二极管

四、选型指南

DRV8231属于TI有刷电机驱动器系列，与其他型号对比如下：

型号	电压范围(V)	RDS(on)(mΩ)	电流调节方式
DRV8870	6.5-45	565	外部分流电阻
DRV8251	4.5-48	450	外部分流电阻
DRV8231	4.5-33	600	外部分流电阻
DRV8231A	4.5-33	600	集成电流镜(IPROPI)

五、应用领域

DRV8231广泛应用于需要精密电机控制的场景：

• 家电：洗衣机、咖啡机
• 医疗设备：呼吸机、手术设备
• 工业设备：打印机、ATM机
• 消费电子：扫地机器人
• 汽车电子：电动座椅调节