‌DRV8145-Q1 汽车级半桥驱动器技术文档总结

DRV814x-Q1 系列器件是一款完全集成的半桥驱动器，适用于各种汽车应用。该单片系列器件采用BiCMOS高功率工艺技术节点设计，采用电源封装，具有出色的功率处理和热能力，同时提供紧凑的封装尺寸、易于布局、EMI控制、精确的电流检测、稳健性和诊断功能。该系列提供相同的引脚功能，具有可扩展的 RON（电流能力），以支持不同的负载。
*附件：drv8145-q1.pdf

这些器件集成了N沟道半桥、电荷泵稳压器、带稳压功能的高侧电流检测、电流比例输出和保护电路。提供低功耗睡眠模式以实现低静态电流。这些器件提供电压监控和负载诊断，以及针对过流和过温的保护功能。故障情况在nFAULT引脚上指示。DRV8143和DRV8145提供三种变体 - 硬连线接口：硬件 （H） 和两种 SPI 接口变体：SPI（P） 和 SPI（S），其中 SPI （P） 用于外部供电逻辑电源，SPI （S） 用于内部生成的逻辑电源。DRV8144仅提供两种型号：SPI（S） 和 HW（H）。SPI 接口变体在器件配置和故障可观察性方面提供了更大的灵活性。

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 温度等级 1：–40°C 至 +125°C，TA
• 功能安全功能
  • 可用于帮助功能安全系统设计的文档
• 4.5V 至 35V （40V abs. max） 工作范围
• 采用VQFN-HR封装的SPI（S）或HW（H）型号：RON_LS + RON_HS：16mΩ
• 采用 HTSSOP 封装的 SPI（P） 型号：RON_LS + RON_HS：19mΩ
• IOUT 最大值 = 46A
• PWM 频率作高达 125KHz，具有自动死区时间断言
• 可配置的压摆率和扩频时钟，实现低电磁干扰 （EMI）
• 集成电流检测（消除分流电阻）
• IPROPI 引脚上的比例负载电流输出
• 可配置的电流调节
• 具有可配置故障反应（锁存或重试）的保护和诊断功能
  • 关断状态和导通状态下的负载诊断，以检测开路负载和短路
  • 电源 （VM） 和电荷泵 （VCP） 上的电压监控
  • 过流保护
  • 过温保护
  • nFAULT引脚上的故障指示
• 支持 3.3V、5V 逻辑输入
• 低睡眠电流 - 25°C 时典型值 1μA
• 器件系列对比表

参数

方框图

‌1. 产品概述‌
DRV8145-Q1是德州仪器（TI）推出的汽车级半桥驱动器，属于DRV814x-Q1系列，具有集成电流检测与诊断功能，适用于4.5V至35V（最大40V）工作电压范围，支持46A最大输出电流。其核心特性包括：

• ‌AEC-Q100认证‌：满足车规级温度要求（-40°C至125°C）。
• ‌高集成度‌：内置电荷泵、高低边MOSFET（总导通电阻16mΩ）、电流检测（IPROPI比例输出）及多种保护功能。
• ‌接口选项‌：提供SPI（S/P）和HW（H）两种配置变体，支持灵活控制与诊断反馈。

‌2. 关键特性‌

• ‌电流检测‌：通过IPROPI引脚输出与负载电流成比例的模拟信号，支持外部ADC读取。
• ‌可编程参数‌：
  • PWM频率最高125kHz，自动死区时间控制。
  • 8级压摆率控制（SPI变体）以优化EMI性能。
  • 电流调节（ITRIP）阈值与关断时间可配置。
• ‌保护与诊断‌：
  • 过流（OCP）、过温（TSD）、负载诊断（开/短路检测）、电压监控（VM/VCP）。
  • 故障指示通过nFAULT引脚或SPI寄存器（SPI变体）。

‌3. 应用场景‌

• 汽车有刷电机、电磁阀（如车门模块、雨刮器、座椅控制）。
• 燃油/水泵、车载充电器等车身控制模块（BCM）。

‌4. 封装与型号‌

• ‌封装‌：VQFN-HR（16引脚，3.5mm×5.5mm）或HTSSOP（28引脚，4.4mm×9.7mm）。
• ‌型号差异‌：DRV8145-Q1家族包含不同导通电阻（RON）和封装选项，详见设备对比表。

‌5. 保护机制‌

• ‌故障反应模式‌：支持锁存（Latch）或自动重试（Retry），可通过寄存器或引脚配置。
• ‌电压监控‌：VM过压/欠压、电荷泵欠压（CPUV）触发保护。

‌6. 设计支持‌

• ‌典型电路‌：需外接VM去耦电容（0.1μF+10μF）、VCP电容（1μF）及IPROPI电阻（500-5kΩ）。
• ‌布局建议‌：优先缩短高电流路径，优化散热设计（参考热阻参数RθJA=41.3°C/W）。

‌7. 文档结构‌
数据手册包含详细电气特性、时序图、寄存器映射（SPI变体）及典型应用电路，支持功能安全系统设计。