‌DRV8231A 有刷直流电机驱动器技术文档总结

DRV8231A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：drv8231a.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DRV8231A是引脚对引脚、可扩展 R 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 33V 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：3.7A 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 WSON，2.0 × 2.0 mm
  • 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. 产品概述‌

DRV8231A是德州仪器（TI）推出的集成电流检测与调节功能的3.7A有刷直流电机驱动器，核心特性包括：

• ‌宽电压范围‌：4.5V至33V工作电压，兼容12V/24V系统。
• ‌高集成度‌：内置N沟道H桥驱动，支持3.7A峰值电流，集成电荷泵（支持100%占空比）。
• ‌电流检测‌：通过内部电流镜像（IPROPI引脚）实现精准电流反馈，无需外部检流电阻。
• ‌低功耗‌：睡眠模式电流<1µA（典型值）。

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‌2. 关键特性‌

• ‌驱动能力‌：3.7A峰值输出电流，600mΩ RDS(on)（高/低侧MOSFET）。
• ‌控制接口‌：支持1.8V/3.3V/5V逻辑输入，PWM频率最高200kHz。
• ‌保护功能‌：
  • 电源欠压锁定（UVLO）
  • 自动重试过流保护（OCP）
  • 热关断（TSD，170°C典型值）
• ‌封装选项‌：8引脚HSOP（4.9×6.0mm）或WSON（2.0×2.0mm）带散热焊盘。

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‌3. 应用场景‌

• ‌家电‌：洗衣机、咖啡机、吸尘器
• ‌医疗设备‌：呼吸机、手术器械
• ‌工业‌：ATM机、电动病床、健身器材
• ‌继电器驱动‌：单/双线圈锁存继电器

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‌4. 功能模块‌

• ‌H桥控制‌：支持正向、反向、制动（低侧慢衰减）和滑行（高阻）模式。
• ‌电流调节‌：通过VREF引脚设置限流阈值（ITRIP = VREF / (RIPROPI × 1500μA/A)）。
• ‌保护机制‌：
  • OCP响应时间1.5µs，自动重试周期3ms。
  • TSD滞后40°C，防止频繁触发。

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‌5. 设计要点‌

• ‌布局建议‌：
  • 功率回路最小化，散热焊盘连接多层地平面。
  • RIPROPI电阻推荐1.5kΩ（典型值）。
• ‌热管理‌：
  • HSOP封装RθJA低至42.8°C/W（4层板设计）。
  • 瞬态热阻抗ZθJA随脉冲时间缩短显著降低。

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‌6. 典型应用电路‌

• ‌电机驱动‌：VM接12V-24V，IPROPI引脚接RIPROPI电阻（1.5kΩ）至MCU ADC。
• ‌堵转检测‌：通过IPROPI电压监控负载电流变化。
• ‌继电器驱动‌：OUTx直接驱动线圈，利用体二极管续流。