‌DRV8872 有刷直流电机驱动器技术文档总结

DRV8872设备是用于打印机、电器、工业设备和其他小型机器的有刷直流电机驱动器。两个逻辑输入控制 H 桥驱动器，该驱动器由四个 N 沟道 MOSFET 组成，可以双向控制电机，峰值电流高达 3.6A。输入可以采用脉宽调制 （PWM） 来控制电机速度，并可选择电流衰减模式。将两个输入设置为低电平进入低功耗睡眠模式。

DRV8872器件具有集成电流调节功能，基于内部基准电压和引脚ISEN上的电压，该电压与通过外部检测电阻器的电机电流成正比。将电流限制在已知水平的能力可以显着降低保持稳定电压所需的系统功率要求和大容量电容，特别是在电机启动和失速条件下。
*附件：drv8872.pdf

该器件完全受到故障和短路保护，包括欠压 （UVLO）、过流 （OCP） 和过热 （TSD）。通过将nFAULT输出拉低来传达故障。当故障情况消除后，设备自动恢复正常运行。

特性

• H桥电机驱动器
  • 驱动一个直流电机、一个步进电机绕组或其他负载
• 6.5V至45V宽工作电压
• 565mΩ典型值R DS（开） （HS + LS）
• 3.6A 峰值电流驱动
• PWM控制接口
• 集成电流调节
• 低功耗睡眠模式
• 故障状态输出引脚
• 小封装和封装
  • 带 PowerPAD™ 的 8 引脚 HSOP
  • 4.9 × 6 毫米
• 集成保护功能
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）
  • 故障报告 （nFAULT）
  • 自动故障恢复

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动架构‌：集成H桥驱动，支持单有刷直流电机或步进电机绕组驱动，内置电荷泵（支持100%占空比）和电流检测功能。
• ‌关键参数‌：
  • ‌电压范围‌：6.5V至45V宽输入，耐受负载突降。
  • ‌输出电流‌：峰值3.6A，持续电流能力取决于散热条件（典型2A RMS）。
  • ‌导通电阻‌：高边+低边MOSFET总RDS(on)典型值565mΩ（24V/1A条件下）。
• ‌控制接口‌：支持PWM调速（频率最高200kHz），逻辑输入兼容3.3V/5V。
• ‌集成功能‌：
  • 电流调节（通过外部检测电阻和VREF电压设定限流值）。
  • 低功耗睡眠模式（静态电流10μA）。
  • 故障状态输出引脚（nFAULT）。

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‌2. 保护机制‌

• ‌电源故障‌：VM欠压锁定（UVLO，阈值6.1V-6.5V）。
• ‌过流保护‌（OCP）：硬件触发后自动恢复（典型延迟3ms）。
• ‌热关断‌（TSD）：结温超过150°C时禁用输出，降温后自动恢复。
• ‌故障报告‌：通过nFAULT引脚输出低电平信号。

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‌3. 典型应用‌

• ‌工业设备‌：打印机、家电、自动化装置。
• ‌消费电子‌：机器人、电动工具。
• ‌优势场景‌：需宽电压、紧凑布局或电流限制的系统。

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‌4. 设计要点‌

• ‌电流调节‌：
  • 公式：ITRIP = VTRIP / RISEN，其中VTRIP典型值0.35V（例如RISEN=0.16Ω时限流2.2A）。
  • 检测电阻需选用低电感、高功率规格（如0.2Ω/1W）。
• ‌散热设计‌：
  • PowerPAD封装需焊接至PCB地平面，通过多via散热。
  • 示例：0.8A RMS电流下功耗约0.46W（环境温度58°C时结温80°C）。
• ‌布局建议‌：
  • VM引脚就近放置0.1μF陶瓷电容+47μF以上电解电容。
  • 高电流路径（OUT1/OUT2）使用宽铜箔。

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‌5. 功能模式‌

• ‌PWM调速‌：支持快衰减（高阻态）或慢衰减（刹车模式）。
• ‌静态控制‌：直接输入高低电平实现全速正/反转。
• ‌睡眠模式‌：双输入低电平持续1ms后进入，唤醒时间50μs。

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‌6. 封装与型号‌

• ‌封装‌：8引脚HSOP（4.9mm×6.0mm），带PowerPAD散热焊盘。
• ‌型号选项‌：
  • DRV8872DDA：标准版本。
  • DRV8872-Q1：车规级版本。

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‌总结‌：DRV8872是一款高集成度、宽电压范围的电机驱动器，适用于需要精确电流控制和小型化设计的场景，其多重保护机制和故障报告功能可显著提升系统可靠性。设计时需重点关注散热、PCB布局及电流调节电阻选型。