DRV8353F 三相智能栅极驱动器技术文档总结

DRV835xF 系列器件是高度集成的栅极驱动器，适用于三相无刷直流 （BLDC） 电机应用。这些器件型号提供可选的集成电流分流放大器，以支持不同的电机控制方案。

DRV835xF 使用智能栅极驱动 （SGD） 架构来减少 MOSFET 压摆率控制和保护电路通常所需的外部元件数量。SGD 架构还优化了死区时间以防止击穿情况，通过 MOSFET 压摆率控制灵活地降低电磁干扰 （EMI），并通过 V 防止栅极短路情况GS的显示器。强大的栅极下拉电路有助于防止不必要的 dV/dt 寄生栅导通事件
*附件：drv8353f.pdf

支持各种PWM控制模式（6x、3x、1x和独立），以便与外部控制器进行简单接口。这些模式可以减少控制器对电机驱动器PWM控制信号所需的输出数量。该系列器件还包括 1x PWM 模式，用于使用内部模块换向表对 BLDC 电机进行简单的传感器梯形控制。

特性

• 9 至 100V，三重半桥栅极驱动器
  • 可选三重低侧电流分流放大器
• 功能安全质量管理
  • 可用于帮助 IEC 61800-5-2 功能安全系统设计的文档
• 智能门驱动架构
  • 可调节压摆率控制，实现 EMI 性能
  • VGS的握手和最小死区时间插入，以防止击穿
  • 50 mA 至 1 A 峰值源电流
  • 100mA 至 2A 峰值灌电流
  • 通过强下拉缓解 dV/dt
• 集成栅极驱动器电源
  • 高侧倍增器电荷泵用于 100% PWM 占空比控制
  • 低侧线性稳压器
• 集成三电流分流放大器
  • 可调增益 （5、10、20、40 V/V）
  • 双向或单向支持
• 6x、3x、1x 和独立 PWM 模式
  • 支持 120° 传感器作
• 提供 SPI 或硬件接口
• 低功耗睡眠模式（V 时为 20 μA 虚拟机 = 48-V）
• 集成保护功能
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 栅极驱动电源欠压 （GDUV）
  • MOSFET VDS过流保护 （OCP）
  • MOSFET 击穿预防
  • 栅极驱动器故障 （GDF）
  • 热警告和关断 （OTW/OTSD）
  • 故障状态指示器 （nFAULT）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌高集成度‌：集成3个半桥栅极驱动器，支持9-100V宽电压范围，可选集成3路低侧电流检测放大器（DRV8353F）。
• ‌智能栅极驱动架构‌：
  • 可调栅极驱动电流（50mA-1A源/100mA-2A灌）优化MOSFET开关速率，降低EMI。
  • 自动死区时间插入和VGS握手防止直通。
  • 强下拉电路抑制dV/dt导致的寄生导通。
• ‌集成电源管理‌：
  • 高压侧电荷泵（VCP=VDRAIN+10.5V）支持100%占空比。
  • 低侧线性稳压器（VGLS=14.5V）。
• ‌保护功能‌：
  • 欠压锁定（UVLO）、栅极驱动故障（GDF）、MOSFET VDS过流保护（OCP）、热关断（OTSD）等。
  • 故障指示引脚（nFAULT）和SPI寄存器详细诊断（仅SPI版本）。

---

‌2. 关键参数‌

• ‌驱动能力‌：
  • 峰值驱动电流：1A源/2A灌（24V/25°C）。
  • 支持PWM频率高达200kHz。
• ‌电流检测‌（DRV8353F）：
  • 可编程增益（5/10/20/40 V/V），支持双向/单向检测。
  • 输入共模范围：-0.15V至100V。
• ‌热性能‌：
  • 32引脚WQFN封装RθJA=29.2°C/W，40引脚封装RθJA=26.1°C/W。

---

‌3. 功能模式‌

• ‌PWM控制模式‌：
  • ‌6x PWM‌：独立控制高低侧MOSFET。
  • ‌3x PWM‌：简化输入逻辑。
  • ‌1x PWM‌：内置6步换相表，支持霍尔传感器直接输入。
  • ‌独立模式‌：高低侧独立控制，适合非电机负载。
• ‌接口选项‌：
  • ‌SPI版本‌：可配置寄存器调节参数，读取详细故障信息。
  • ‌硬件版本‌：通过电阻配置关键参数（如IDRIVE、VDS阈值）。

---

‌4. 典型应用‌

• ‌电机驱动‌：BLDC电机、伺服驱动器、工业机器人。
• ‌电源管理‌：支持单电源（VM=VDRAIN）或双电源（VM由外部DC/DC提供）架构。
• ‌保护设计‌：
  • VDS过流阈值可调（0.06V-2V），支持自动重试或锁存关断。
  • 电流检测放大器支持MOSFET RDS(on)监测模式（SPI版本）。

---

‌5. 设计要点‌

• ‌布局建议‌：
  • 高频回路最小化（GHx-SHx和GLx-SPx路径）。
  • 电荷泵电容（CPH-CPL）需47nF/VDRAIN评级。
• ‌热管理‌：
  • 单电源配置需计算总功耗（PVCP+PVGLS+PVM）。
  • 示例：48V单电源下，2W功耗时结温约112°C（TA=60°C）。

---

‌6. 文档结构‌

• ‌功能描述‌：智能栅极驱动、电流检测、保护电路。
• ‌电气特性‌：绝对最大额定值、ESD等级、时序参数。
• ‌机械规格‌：封装尺寸（5x5mm或6x6mm QFN）、焊盘布局。