‌DRV8353M 100V三相智能栅极驱动器技术文档总结

科技绿洲 2025-10-15 1320

描述

DRV8353M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。这些应用包括 BLDC 电机的磁场定向控制（FOC）、正弦电流控制和梯形电流控制。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，以及用于为栅极驱动器或外部控制器供电的降压稳压器。
*附件：drv8353m.pdf

该DRV8353M采用智能栅极驱动（SGD）架构，以减少 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 压摆率控制提供降低电磁干扰（EMI）的灵活性，并通过 V~~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

支持各种PWM控制模式（6x、3x、1x和独立），可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
- 加长T一个工作温度 -55 °C 至 125 °C
- 可选三重低侧电流分流放大器
智能门驱动架构
- 可调节压摆率控制，实现 EMI 性能
- V~~GS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
栅极驱动器

‌1. 核心特性‌

‌高集成度设计‌
- 集成三路半桥栅极驱动器，支持9-100V宽电压输入，工作温度范围-55°C至125°C。
- 可选集成三路低侧电流检测放大器（增益可调5/10/20/40 V/V），支持双向/单向电流检测。
‌智能栅极驱动架构‌
- 可调栅极驱动电流（50mA-1A源极/100mA-2A漏极），支持动态调整MOSFET开关速率以优化EMI。
- 内置死区时间控制、VGS握手防直通、强下拉电路抑制dV/dt寄生导通。
‌集成电源管理‌
- 高压侧电荷泵（支持100% PWM占空比）和低压侧线性稳压器，简化外部供电设计。
‌多模式PWM控制‌
- 支持6x/3x/1x及独立PWM模式，兼容120°有感控制和无感BLDC电机驱动。

‌2. 关键功能‌

‌保护机制‌
- 电源欠压锁定（UVLO）、MOSFET VDS过流保护（OCP）、栅极驱动故障检测（GDF）、热警告/关断（OTW/OTSD）。
- 支持故障自动重试（8ms或50μs）和软关断功能，降低瞬态电压冲击。
‌SPI/硬件双接口‌
- SPI接口支持寄存器配置（如IDRIVE、死区时间、增益等），硬件接口通过电阻配置常用参数。
‌低功耗模式‌
- 睡眠模式静态电流低至20μA（VM=48V时）。

‌3. 应用场景‌

‌电机驱动‌：三相BLDC电机（如风扇、泵、电动工具）、无刷伺服系统。
‌工业控制‌：支持磁场定向控制（FOC）、正弦/梯形电流控制算法。

‌4. 封装与版本‌

‌封装选项‌：40引脚WQFN（6mm×6mm），带散热焊盘。
‌版本差异‌：
- ‌DRV8353HM‌：硬件接口，通过电阻配置参数。
- ‌DRV8353SM‌：SPI接口，支持寄存器编程和故障诊断。

‌5. 设计要点‌

‌电源设计‌
- VM需并联0.1μF陶瓷电容（靠近引脚）和≥10μF电解电容。
- 电荷泵电容：CPH-CPL=47nF，VCP-VM=1μF/16V。
‌布局建议‌
- 缩短栅极驱动回路（GHx-SHx/GLx-SPx），降低寄生电感。
- 电流检测电阻需Kelvin连接以提高精度。
‌热管理‌
- WQFN封装RθJA=26.6°C/W，建议采用多层PCB并优化散热布局。

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