‌DRV8421 18V 2A双H桥步进电机驱动器技术文档总结

该DRV8421为家用电器和其他机电一体化应用提供双 H 桥电机驱动器。该器件可用于驱动一个或两个直流电机、一个双极步进电机或其他负载。简单的PWM接口可轻松连接控制器电路。

每个 H 桥驱动器的输出模块由配置为全 H 桥的 N 沟道功率 MOSFET 组成，用于驱动电机绕组。该DRV8421能够从每个输出驱动最大电流 2A，或在并联模式下驱动 4A 的最大电流（在适当的散热器下，在 12V 和 TA = 25°C 时）。
*附件：drv8421.pdf

该器件包含两个版本，具有 4 线输入 （DRV8421A） 或 2 线输入 （DRV8421B）。2线输入版本（DRV8421B）包含使能和故障检测等功能，而4线输入版本（DRV8421A）可以根据信号驱动四个半桥到四个输入端子。2线输入版本还提供低功耗睡眠模式。它关闭内部电路以实现极低的静态电流消耗。可以通过将使能引脚拉低来设置此睡眠模式。

提供UVLO、OCP、短路保护和过热的内部保护功能。故障情况由DRV8421B中的nFAULT引脚（2线输入器件）指示。

特性

• 双 H 桥电机驱动器
  • 单/双有刷直流
  • 步 进
  • 螺线管
• 4 至 18V 工作电源电压范围
• 低导通电阻：HS + LS = 900mΩ（典型值，25°C）
• 每个 H 桥的高输出电流
  • 12V和TA = 25°C时最大驱动器电流为2A
  • 提供并联模式，在 12V 和 TA = 25°C 时能够提供 4A 的最大驱动电流
• 设备版本：
  • DRV8421A（4 线输入）：独立半桥控制
  • DRV8421B（2线输入）：睡眠模式，故障检测
• 类似的低压步进驱动器：
  • DRV8410：1.65 至 11V （800mΩ RDS（ON））
  • DRV8411：1.65 至 11V （400mΩ RDS（ON））
  • DRV8411A：1.65 至 11V （400mΩ RDS（ON））
• PWM控制接口
• 低电流3μA睡眠模式（仅限2线输入版本）
• 热增强型表面贴装封装
• 保护功能
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）
  • 故障状态指示引脚 （nFAULT）（仅限 2 线输入版本）

参数

方框图

‌一、核心产品概述‌

• ‌型号‌：DRV8421（A/B双版本，AEC-Q100汽车级认证）
• ‌功能‌：集成双H桥驱动器，支持步进电机/直流电机/电磁阀驱动
• ‌关键特性‌：
  • ‌宽电压范围‌：4V至18V工作电压
  • ‌高输出能力‌：
    • 单H桥峰值电流2A（12V/25°C）
    • 并联模式可达4A（需散热支持）
  • ‌低导通电阻‌：HS+LS合计900mΩ（典型值，25°C）
  • ‌版本差异‌：
    • DRV8421A：4线独立半桥控制
    • DRV8421B：2线控制，集成睡眠模式/故障检测（nFAULT引脚）

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‌二、关键技术创新‌

1. ‌灵活驱动配置‌
   • 支持双直流电机或单步进电机（全步/半步模式）
   • 并联模式通过引脚绑定实现电流倍增
2. ‌高效功耗管理‌
   • 睡眠模式电流低至3μA（仅DRV8421B）
   • 内置电荷泵驱动高边MOSFET
3. ‌多重保护机制‌
   • 过流保护（OCP）、热关断（TSD）、欠压锁定（UVLO）
   • DRV8421B提供nFAULT开漏输出故障指示

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‌三、典型应用‌

• ‌家电领域‌：打印机、冰箱、吸尘器
• ‌工业控制‌：自动化设备、机械臂
• ‌汽车电子‌：座椅调节、天窗驱动

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‌四、电气参数‌

‌参数‌	‌典型值‌
工作温度范围	-40°C至125°C
PWM频率上限	250kHz
唤醒时间（DRV8421B）	1ms
热阻（HVSSOP封装）	62.5°C/W

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‌五、设计要点‌

1. ‌电源设计‌
   • VM引脚需并联10μF+0.1μF电容（耐压≥18V）
   • 布局时优先缩短功率回路路径
2. ‌散热建议‌
   • HVSSOP封装需通过散热焊盘连接至PCB地平面
   • 持续2A输出时建议环境温度≤85°C
3. ‌模式配置‌
   • 全步模式：IN1/IN2 50%占空比正交信号
   • 半步模式：25%/75%交替占空比

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‌六、封装选项‌

• ‌DRV8421A‌：10引脚HVSSOP（3mm×3mm）或SSOP（3.9mm×4.9mm）
• ‌DRV8421B‌：同封装，增加nFAULT引脚