‌DRV8251A 4.1-A 有刷直流电机驱动器技术文档总结

DRV8251A器件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。

IPROPI引脚上的内部电流镜架构实现电流检测和调节。这消除了对大型功率分流电阻器的需求，从而节省了电路板面积并降低了系统成本。IPROPI 电流检测输出允许微控制器检测电机失速或负载条件的变化。外部基准电压引脚VREF确定启动和停止事件期间的电流调节阈值，无需微控制器的交互。
*附件：drv8251a.pdf

低功耗睡眠模式通过关闭大部分内部电路来实现超低静态电流消耗。内部保护功能包括电源欠压锁定、输出过流和器件过热。

该DRV8251A是引脚到引脚、可扩展 R 的器件系列的一部分 DS（开） 以及电源电压选项，以最小的设计更改支持各种负载和电源轨。有关该系列中设备的信息，请参见第 5 节。在 ti.com 上查看有刷电机驱动器的完整产品组合。

特性

• N 沟道 H 桥有刷直流电机驱动器
• 4.5V 至 48V 工作电源电压范围
• 引脚到引脚，R DS（开） 、电压和电流检测/调节变体（外部分流电阻器和集成电流镜）
  • DRV8870：6.5V 至 45V，565mΩ，分流器
  • DRV8251：4.5V 至 48V，450mΩ，分流
  • DRV8251A：4.5V 至 48V，450mΩ，镜像
  • DRV8231：4.5V 至 33V，600mΩ，分流器
  • DRV8231A：4.5V 至 33V，600mΩ，镜像
• 高输出电流能力：4.1A 峰值
• PWM控制接口
• 支持 1.8V、3.3V 和 5V 逻辑输入
• 集成 IPROPI 电流检测，用于失速检测和电流调节
• 低功耗睡眠模式
  • <1μA（V时） 虚拟机 = 24伏，T J = 25°C
• 小封装和占地面积
  • 带 PowerPAD™ 的 8 引脚 HSOP，4.9 × 6.0 mm
• 集成保护功能
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 自动重试过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动能力‌：4.5V至48V宽电压范围，峰值输出电流4.1A，集成N沟道H桥。
• ‌电流检测与调节‌：
  • 集成电流镜像架构（IPROPI引脚），无需外部检流电阻，节省PCB面积。
  • 支持通过VREF引脚设置电流调节阈值（ITRIP），实现堵转保护和启动限流。
• ‌控制接口‌：兼容1.8V/3.3V/5V逻辑输入，支持PWM控制（频率最高200kHz）。
• ‌低功耗模式‌：睡眠模式静态电流<1µA（VM=24V时）。
• ‌保护功能‌：
  • 欠压锁定（UVLO）、过流保护（OCP）、热关断（TSD）。
  • 自动重试机制（故障恢复后自启动）。

‌2. 关键参数‌

• ‌导通电阻‌：高/低侧MOSFET典型值225mΩ（TJ=25°C）。
• ‌电流检测精度‌：比例系数AIPROPI=1575µA/A，总误差±5%（IOUT=1.5A时）。
• ‌热性能‌：HSOP封装结至环境热阻40.4°C/W（需优化PCB散热设计）。

‌3. 应用场景‌

• ‌工业设备‌：打印机、咖啡机、ATM机、健身器材。
• ‌医疗设备‌：呼吸机、手术器械、电动病床。
• ‌汽车电子‌：48V系统风扇、泵类驱动。

‌4. 功能模块‌

• ‌H桥控制‌：支持正向/反向驱动、制动（低侧慢衰减）和滑行（高阻态）。
• ‌电流调节‌：固定关断时间（tOFF=25µs）斩波控制，限制峰值电流。
• ‌故障管理‌：VM欠压、过流、过热时自动进入保护模式。

‌5. 设计要点‌

• ‌布局建议‌：
  • VM引脚就近放置0.1µF陶瓷电容和电解电容。
  • 热焊盘连接多层地平面，通过多个过孔散热。
• ‌典型电路‌：需外接RIPROPI电阻（如1.5kΩ）将IPROPI电流转换为电压信号供MCU检测。

‌6. 封装与版本‌

• ‌封装‌：8引脚HSOP（4.9mm×6.0mm），带PowerPAD™散热焊盘。
• ‌衍生型号‌：DRV8870（外部分流电阻）、DRV8231A（33V/600mΩ）等，引脚兼容。