‌DRV3220-Q1 汽车级三相栅极驱动器技术文档总结

DRV3220-Q1 桥式驱动器专用于汽车三相无刷直流电机控制应用。该器件为标准级 N 沟道 MOSFET 晶体管提供六个专用驱动器。带有集成 FET 的升压转换器提供过载电压，即使在低至 4.75 V 的低电池电压下，也能完全控制功率级。强大的驱动器强度适用于大电流应用，并可编程以限制峰值输出电流。

该器件集成了强大的 FET 保护和系统监控功能，例如 Q&A 看门狗以及 I/O 电源和 ADC 基准电压的电压监控器。集成的内部诊断功能可以通过 SPI 接口访问和编程。
*附件：drv3220-q1.pdf

特性

• 符合 AEC-Q100 标准，适用于汽车应用：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 +125°C 环境工作温度
• 用于电机控制的三相桥式驱动器
• 适用于 12V 和 24V 应用
• 集成升压转换器，栅极驱动至 4.75 V
• 驱动 6 个独立的 N 沟道功率 MOSFET
• 用于大电流 FET 的强 1A 栅极驱动
• 可编程死区时间
• PWM 频率高达 20 kHz
• 支持 100% 占空比作
• 短路保护
  • VDS 监控（可调节检测级别）
• 过压和欠压保护
• 过热警告和关闭
• 通过 SPI 进行复杂的故障检测和处理
• 系统监督
  • 问答看门狗
  • I/O 电源监控
  • ADREF 监控
• 可编程内部故障诊断
• 睡眠模式功能
• 热增强型 48 引脚 HTQFP PowerPAD IC 封装（7 mm × 7 mm 机身）

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌汽车级认证‌
  • AEC-Q100 Grade 1（-40°C至125°C环境温度）
  • 适用于12V/24V电池系统，支持4.75V至40V宽电压输入
• ‌驱动能力‌
  • 集成6路N沟道MOSFET驱动，支持1A峰值栅极驱动电流
  • 内置升压转换器（输出4.75V过驱动电压）
• ‌保护功能‌
  • VDS监测可调短路保护、过压/欠压保护
  • 热警告（165°C）及关断（195°C）
  • SPI可编程故障诊断与系统监控（看门狗、电源监测等）

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‌2. 关键参数‌

‌参数‌	‌规格‌
‌封装‌	48引脚HTQFP PowerPAD™（7mm×7mm）
‌PWM频率‌	最高20kHz（支持100%占空比）
‌死区时间‌	可编程，精度±15%
‌静态电流‌	睡眠模式30µA，待机模式8.5mA

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‌3. 典型应用‌

• ‌汽车电子‌：电动转向系统（EPS）、电子制动、变速箱控制
• ‌工业电机‌：三相无刷直流（BLDC）/永磁同步（PMSM）电机驱动
• ‌高可靠性场景‌：符合ISO 26262功能安全要求

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‌4. 功能架构‌

• ‌控制接口‌
  • 支持3路或6路PWM输入，兼容SPI配置（4MHz时钟）
  • 集成VCC3（3.3V）和VCC5（5V）稳压器供外部MCU使用
• ‌栅极驱动‌
  • 可编程驱动电流（4档位：0.15A/0.65A/1.1A/1.9A）
  • 传播延迟典型值200ns（负载10nF时）
• ‌升压电路‌
  • 内置开关管（Rdson 0.25Ω），支持22µH电感+肖特基二极管拓扑

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‌5. 保护机制‌

• ‌电压监控‌
  • ADREF/VDDIO过压阈值：3.3V模式（3.696V-3.894V），5V模式（5.6V-5.9V）
  • 电池欠压关断：4.5V（恢复4.6V）
• ‌故障诊断‌
  • 通过ERR引脚和SPI寄存器（STAT0-STAT9）实时反馈故障类型
  • 支持VGS异常检测（高压侧>8.5V或低压侧<2V触发）

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‌6. 设计要点‌

• ‌PCB布局建议‌
  • 功率回路优先使用短而宽的走线
  • 升压电路元件（L1/D1）靠近器件放置以减小寄生电感
  • PowerPAD需通过多过孔连接至底层地平面散热
• ‌外围元件选型‌
  • 栅极电阻（Rgate）根据EMI和开关损耗需求调整
  • VCC5需1µF陶瓷电容，VCC3需0.1µF陶瓷电容去耦