‌DRV8962 四通道半桥驱动器技术手册总结

描述

该DRV8962是一款宽电压、高功率、四通道半桥驱动器,适用于各种工业应用。该器件支持高达 65V 的电源电压,具有 50 mΩ 导通电阻的集成 MOSFET,采用 DDW 封装时,每个输出均允许高达 5A 的电流;DDV 封装时,每个输出的电流高达 10A。

该设备可用于驱动多达四个电磁阀或阀门、一个步进电机、两个有刷直流电机、一个 BLDC 或 PMSM 电机以及多达两个热电冷却器(帕尔贴元件)。该器件的输出级由配置为四个独立半桥的N沟道功率MOSFET、电荷泵稳压器、电流检测和调节电路、电流检测输出和保护电路组成。
*附件:drv8962.pdf

高侧MOSFET上的集成电流检测允许器件在负载从输出端连接到地时调节电流。调节电流限制可以通过可调外部基准电压源(VREF)进行设置。此外,该器件还提供四个比例电流输出引脚,每个半桥高侧FET一个。可选的外部检测电阻器也可以从PGND引脚连接到系统接地。

提供低功耗睡眠模式以实现超低静态电流。为电源欠压锁定 (UVLO)、电荷泵欠压 (CPUV)、输出过流 (OCP) 和器件过热 (OTSD) 提供内部保护功能。

特性

  • 四通道半桥驱动器
    • 独立控制每个半桥
  • 4.5 V 至 65 V 工作电源电压范围
  • 低R DS(ON):每个FET50 mΩ(24 V,25 °C)
  • 大电流容量:
    • DDW 封装:每个输出高达 5A
    • DDV 封装:每个输出高达 10A
  • 可驱动各种类型的负载 -
    • 最多四个电磁阀或阀门
    • 一个步进电机
    • 两个有刷直流电机
    • 一个或两个热电冷却器 (TEC)
    • 一台三相无刷直流电机
    • 一台三相永磁同步电机 (PMSM)
  • 集成电流检测和调节
    • 高侧 MOSFET 上的电流检测
    • 每个半桥的检测输出 (IPROPI)
    • ± 最大电流下 3.5% 的检测精度
    • 可选外部检测电阻
  • 引脚对引脚兼容:
    • DRV8952:55 V,四通道半桥驱动器
  • 独立逻辑电源电压 (VCC)
  • 可编程输出上升/下降时间
  • 可编程故障恢复方法
  • 支持 1.8V、3.3V、5.0V 逻辑输入
  • 低电流睡眠模式 (3 μA)
  • 保护功能
    • VM 欠压锁定 (UVLO)
    • 电荷泵欠压 (CPUV)
    • 过流保护 (OCP)
    • 热关断 (OTSD)
    • 故障条件输出 (nFAULT)

参数
半桥驱动器

方框图
半桥驱动器

1. 产品概述

  • 型号‌:DRV8962,65V四通道半桥驱动器,集成电流检测输出(IPROPI)。
  • 版本‌:SLVSFV6B(2022年8月发布,2023年10月修订)。
  • 核心特性‌:
    • 四通道独立控制‌:支持驱动4个独立负载(如电磁阀、直流电机、步进电机等)。
    • 宽电压范围‌:4.5V至65V工作电压,低导通电阻(典型值50mΩ@24V)。
    • 高电流能力‌:DDW封装每通道5A(峰值),DDV封装每通道10A(需散热器)。
    • 集成电流检测‌:IPROPI引脚输出比例电流(精度±3.5%),支持外部电阻可选。
    • 保护功能‌:欠压锁定(UVLO)、过流保护(OCP)、热关断(OTSD)等。

2. 关键参数

  • 导通电阻‌:高/低边MOSFET典型值50mΩ(24V, 25°C)。
  • 电流能力‌:
    • DDW封装:5A持续电流(每通道),DDV封装:10A持续电流(带散热器)。
  • 开关频率‌:支持最高200kHz PWM输入。
  • 睡眠模式‌:静态电流低至3μA(nSLEEP=0时)。

3. 功能亮点

  • 电流检测与调节‌:
    • IPROPI引脚输出比例电流(212μA/A),结合外部电阻实现电流反馈。
    • VREF引脚可设置电流调节阈值(KV=0.66V/A)。
  • 灵活控制‌:
    • 支持独立PWM控制每通道,可配置为快衰减或慢衰减模式。
    • MODE引脚可调节输出上升/下降时间(70ns或140ns)。
  • 保护机制‌:
    • 故障自动恢复(自动重试或需nSLEEP复位)。
    • nFAULT引脚输出故障状态(开漏输出)。

4. 典型应用

  • 场景‌:
    • 工厂自动化(PLC、机械臂)、医疗设备(成像仪)、舞台灯光控制。
    • 驱动负载:4个电磁阀、1个步进电机、2个直流电机、1个三相无刷电机(BLDC)或TEC模块。
  • 电路设计‌:
    • 需外接1μF(VCP)、0.1μF(CPH-CPL)电容,建议布局低ESR陶瓷电容靠近VM引脚。

5. 封装与热管理

  • 封装‌:
    • DDW:44引脚HTSSOP(14mm×8.1mm),底部散热焊盘。
    • DDV:44引脚HTSSOP(顶部散热焊盘,支持散热器)。
  • 热阻‌:RθJA=22.2°C/W(DDW,四层PCB),需优化散热设计。

6. 对比DRV8952

  • 差异点‌:
    • DRV8962支持更高电压(65V vs 55V)和电流(10A vs 5A)。
    • 集成电流检测(IPROPI),DRV8952需外置检测电阻。

7. 修订历史

  • 2023年10月修订版(Rev B)新增DDV封装选项,更新LDO压降和VREF漏电流规格。

8. 设计注意事项

  • 热计算‌:总功耗需考虑导通损耗(P=I²RDS(ON))和开关损耗(PSW≈0.5×VM×I×tRF×fPWM)。
  • 布局建议‌:VM引脚需就近放置0.01μF陶瓷电容+大容量电解电容,散热焊盘多过孔接地。

9. 典型性能曲线

  • 提供导通电阻随温度变化曲线、睡眠模式电流与VM关系图等(见手册第6.6节)。

10. 应用示例

  • 驱动步进电机‌:需连接IPROPI引脚并设置VREF电压,LC滤波器减少纹波电流。
  • 驱动TEC模块‌:支持双向电流控制,PWM频率建议≤100kHz以降低损耗。
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