Texas Instruments DRV824x-Q1 40V 32A H桥驱动器是一款完全集成的H桥驱动器，适用于各种汽车应用。该器件可配置为单个全桥驱动器或两个独立的半桥驱动器。在BiCMOS大功率工艺技术节点中设计，这个采用功率封装的单片器件系列可提供出色的功率处理和热性能。该器件还具有紧凑的封装尺寸，易于布局，提供EMI控制、精度、电流检测、稳健性和诊断功能。该系列还具有相同的引脚功能，具有可扩展的R ON （电流能力）以支持不同的负载。

数据手册:

*附件：DRV8244-Q1数据手册.pdf

*附件：DRV8245-Q1数据手册.pdf

Texas Instruments DRV824x-Q1集成了N沟道H桥、电荷泵稳压器、高侧电流检测和调节、电流比例输出以及保护电路。提供低功耗休眠模式，实现低静态电流。这些器件提供电压监控、负载诊断以及过流和过热保护功能。故障状态在nFAULT引脚上显示。该器件有三种型号 - 硬线接口：HW (H)和两个SPI接口变体：SPI (P)和SPI (S)，其中SPI (P)用于外部提供的逻辑电源，SPI (S)用于内部产生的逻辑电源。SPI接口变体在设备配置和故障可观察性方面提供了更多的灵活性。

特性

• 符合汽车应用类AEC-Q100标准
  • 温度等级1：–40°C至+125℃，TA
• 具有功能安全能力
  • 可提供相关文档以帮助功能安全系统设计
• 工作电压范围：4.5V至35V（绝对 最大值40V）
• VQFN-HR封装：RON_LS + RON_HS ：32mΩ
• HTSSOP封装：RON_LS + RON_HS ：40mΩ
• IOUT 最大 = 32A
• PWM频率运行高达25kHz，自动死区时间断言功能
• 用于低电磁干扰（EMI）的可配置转换率和扩频时钟
• 集成电流检测（无需分流电阻器）
• IPROPI引脚上成比例负载电流输出
• 可配置电流调节
• 保护和诊断特性，具有可配置故障反应（锁存或重试）
  • 关断状态和导通状态下的负载诊断，可检测开路负载和短路
  • 电源电压监控（VM）
  • 过流保护
  • 过热保护
  • nFAULT引脚上的故障指示
• 支持3.3V和5V逻辑输入
• 低睡眠电流 - 25°C时典型值为1µA
• 三种变体 - HW (H)、SPI (S)或SPI (P)
• 可配置的控制模式
  • 使用PWM或PH/EN模式的单个全桥
  • 使用独立模式的两个半桥

简化原理图

汽车级H桥驱动器DRV8244-Q1技术解析与应用指南

一、产品概述

DRV8244-Q1是德州仪器(TI)推出的一款面向汽车应用的‌全集成H桥驱动器‌，属于DRV824x-Q1系列产品。该器件通过AEC-Q100 Grade 1认证(-40°C至+125°C环境温度)，专为车身电子系统设计，提供高可靠性驱动解决方案。

‌关键特性‌：

• 宽工作电压范围：4.5V至35V(绝对最大值40V)
• 低导通电阻：VQFN-HR封装47mΩ，HVSSOP封装60mΩ
• 最大输出电流21A
• 支持高达25kHz PWM频率，带自动死区时间控制
• 集成电流检测功能(无需分流电阻)
• 丰富的保护和诊断功能(开路/短路检测、过流/过温保护等)

二、核心技术创新

1. 集成电流检测技术

DRV8244-Q1通过‌IPROPI引脚‌提供与负载电流成比例的模拟输出，省去了传统方案中的外部检测电阻，不仅简化布局，还提高了能效。该功能支持：

• 比例系数可配置
• 电流调节功能
• 在PWM和PH/EN模式下均可工作

2. 先进的EMI控制

器件提供‌可配置的压摆率控制‌(6-8个级别)和‌扩频时钟‌(SPI变体)，有效降低系统EMI：

• 压摆率范围：1.2V/µs至41V/µs
• 死区时间自动管理
• 高低边开关时序优化

3. 多重保护机制

• ‌负载诊断‌：支持关态和开态下的开路/短路检测
• ‌电压监测‌：VM电源监控
• ‌过流保护‌：可配置阈值和滤波时间
• ‌过温保护‌：结温监控
• ‌故障指示‌：通过nFAULT引脚输出

三、应用场景

DRV8244-Q1特别适合以下汽车电子应用：

1. ‌车身控制系统‌：
   • 门模块(车窗升降器、门锁)
   • 雨刮模块
   • 座椅和后备箱控制
2. ‌动力系统‌：
   • 转向系统辅助电机
   • 燃油发动机系统执行器
3. ‌新能源系统‌：
   • 车载充电器控制

四、型号选择与配置

1. 封装选项

• ‌ VQFN-HR(16) ‌：3mm×6mm，47mΩ导通电阻
• ‌ HVSSOP(28) ‌：3mm×7.3mm，60mΩ导通电阻

2. 接口变体

型号	接口类型	特点
H变体	硬件接口	引脚配置，简单易用
S变体	SPI接口	内部逻辑电源，配置灵活
P变体	SPI接口	外部5V逻辑电源，抗干扰更强

五、典型应用设计要点

1. 电源设计

• 建议VM引脚添加0.1μF陶瓷电容+大容量电解电容
• SPI(P)变体需独立5V逻辑电源(VDD)
• 注意电源瞬态保护(ISO 7637兼容)

2. 布局建议

• 多VM/GND引脚需全部连接以支持大电流
• 功率回路面积最小化
• 散热焊盘需良好接地

3. 控制模式选择

1. ‌独立半桥模式‌：两个半桥独立控制
2. ‌单全桥模式‌：
   • PWM控制
   • PH/EN控制

六、诊断与调试

DRV8244-Q1提供丰富的诊断功能：

• ‌SPI变体‌：可通过寄存器读取详细故障信息
  • 设备状态寄存器
  • 故障日志寄存器
  • 实时电流监测
• ‌HW变体‌：通过nFAULT引脚指示故障

典型故障处理流程：

1. 检测nFAULT信号
2. (SPI变体)读取状态寄存器
3. 根据故障类型采取相应措施
4. 清除故障标志

七、行业趋势与设计建议

随着汽车电子化程度提高，电机驱动IC呈现以下发展趋势：

1. ‌更高集成度‌：如DRV8244-Q1集成了电流检测
2. ‌更智能诊断‌：支持实时状态监控
3. ‌更低EMI‌：通过压摆率控制和SSC技术

设计建议：

• 根据负载电流选择合适封装
• 高可靠性应用建议使用SPI(P)变体
• 复杂系统推荐SPI接口实现灵活配置

DRV8244-Q1系列通过其高集成度和丰富功能，为汽车电子设计提供了可靠、高效的电机驱动解决方案，特别适合空间受限且要求高可靠性的应用场景。