‌DRV8306-Q1汽车级三相无刷直流电机控制器技术文档总结

科技绿洲 2025-10-16 3075

描述

DRV8306 器件是一款集成栅极驱动器，适用于三相无刷直流（BLDC）电机应用。该器件提供三个半桥栅极驱动器，每个驱动器能够驱动高侧和低侧 N 沟道功率 MOSFET。DRV8306器件使用用于高侧MOSFET的集成电荷泵和用于低侧MOSFET的线性稳压器产生适当的栅极驱动电压。智能栅极驱动架构支持高达 150 mA 的源极和 300 mA 灌峰值栅极驱动电流以及 15 mA rms 栅极驱动电流能力。
*附件：drv8306.pdf

该器件为梯形BLDC电机提供内部120°换向。DRV8306器件具有三个霍尔比较器，它们使用霍尔元件的输入进行内部换向。电机相电压的占空比可以通过PWM引脚进行调节。提供了额外的制动（nBRAKE）和方向（DIR）引脚，用于制动和设置 BLDC 电机的方向。提供一个3.3 V、30 mA低压差（LDO）稳压器，为外部控制器和霍尔元件供电。提供了一个额外的 FGOUT 信号，它是换向频率的量度。该信号可用于实现BLDC电机的闭环控制。

提供低功耗睡眠模式，通过关闭大部分内部电路来实现低静态电流消耗。为欠压锁定、电荷泵故障、MOSFET过流、MOSFET短路、栅极驱动器故障和过热提供内部保护功能。故障情况在nFAULT引脚上指示。

特性

6V 至 38V、三通道半桥栅极驱动器，集成 3 个霍尔比较器
- 40V 绝对最大额定值
- 针对 12V 和 24V 直流电源轨进行了全面优化
- 驱动高侧和低侧 N 沟道 MOSFET
- 支持 100% PWM 占空比
智能门驱动架构
- 可调节压摆率控制，实现更好的 EMI 和 EMC 性能
- V~~GS的~~握手和最小死区时间插入以避免击穿
- 15mA 至 150mA 峰值源电流
- 30mA 至 300mA 峰值灌电流
霍尔传感器的集成换向
- 120°梯形电流控制
- 支持低成本霍尔元件
- 用于闭环速度控制的转速输出信号（FGOUT）
集成栅极驱动器电源
- 高侧电荷泵
- 低侧线性稳压器
逐周期电流限制
支持1.8V、3.3V和5V逻辑输入
低功耗睡眠模式
线性稳压器，3.3 V，30 mA
紧凑的VQFN封装和封装
集成保护功能
- VM 欠压锁定（UVLO）
- 电荷泵欠压（CPUV）
- MOSFET 过流保护（OCP）
- 栅极驱动器故障（GDF）
- 热关断（OTSD）
- 故障状态指示器（nFAULT）

参数

MOSFET

方框图

MOSFET

‌1. 核心特性‌

‌电源与驱动‌
- ‌ 工作电压（VM） ‌：6V至38V（40V绝对最大值）
- ‌驱动能力‌：集成3个半桥栅极驱动器，支持100% PWM占空比
- ‌栅极驱动电流‌：可调峰值源电流15-150mA，峰值灌电流30-300mA
‌智能栅极驱动架构‌
- 可调压摆率控制优化EMI/EMC性能
- 死区时间插入防止直通
- 集成VDS监测和栅极故障保护
‌集成功能‌
- 3路霍尔比较器支持120°梯形换向
- 内置电荷泵（高压侧）和LDO（低压侧）栅极电源
- 3.3V/30mA LDO稳压器（供外部控制器和霍尔元件）
- 转速反馈信号（FGOUT）支持闭环控制

‌2. 关键参数‌

‌参数‌	‌规格‌
‌逻辑输入电压‌	兼容1.8V/3.3V/5V
‌热阻（RθJA）‌	32.6°C/W（VQFN封装）
‌电荷泵输出电压‌	VM + 10V（典型值）
‌睡眠模式电流‌	15µA（典型值，25°C）
‌保护功能响应时间‌	过流消隐时间5µs，重试时间4ms

‌3. 典型应用‌

‌汽车电子‌：电动水泵、散热风扇
‌工业设备‌：伺服驱动器、机器人关节
‌消费电子‌：无人机电调、扫地机器人

‌4. 功能模式‌

‌PWM模式‌：单PWM输入控制电机转速和换向
‌硬件接口模式‌：通过电阻配置IDRIVE（栅极电流）和VDS（过流阈值）
‌保护模式‌：
- 自动重试（过流/过热）
- 锁存关闭（栅极故障）

‌5. 保护机制‌

‌实时监测‌：通过nFAULT引脚反馈故障状态
‌多重保护‌：
- 电源欠压（UVLO <5.6V）
- 电荷泵故障（CPUV <10.5V）
- MOSFET VDS过流（0.15-1.8V可调）
- 热关断（OTSD >170°C）

‌6. 设计要点‌

‌外围电路‌：
- VM引脚需0.1µF陶瓷电容+≥10µF电解电容
- 电荷泵需22nF飞电容（CPH-CPL）和1µF储能电容（VCP-VM）
‌布局建议‌：
- 栅极驱动回路最小化
- 散热焊盘需连接至PCB地平面

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