‌DRV10975 三相无传感器BLDC电机驱动器技术文档总结

DRV10975器件是一款集成功率MOSFET的三相无传感器电机驱动器，可提供高达1.5 A的连续驱动电流。该器件专为成本敏感、低噪声、低外部元件数量的应用而设计。

DRV10975器件使用专有的无传感器控制方案来提供连续的正弦驱动，从而显着降低通常由于换向而产生的纯音声学。该设备的接口设计简单灵活。电机可直接通过PWM、模拟或I控制^2^C 输入。电机速度反馈可通过 FG 引脚或 I 获得^2^C.
*附件：drv10975.pdf

DRV10975 器件具有集成降压稳压器，可有效地将电源电压降压至 5 V 或 3.3 V，为内部和外部电路供电。该器件提供睡眠模式或待机模式版本，以便在电机不运行时节省电量。待机模式 （4.5mA） 版本使稳压器保持运行状态，睡眠模式 （80μA） 版本将其关闭。在稳压器为外部微控制器供电的应用中使用待机模式版本。

TI 提供了DRV10975调整指南，用于快速设置和调整设备以获得最佳性能。

安我^2^C 接口允许用户在寄存器中重新编程特定电机参数，并对 EEPROM 进行编程，以帮助优化给定应用的性能。DRV10975器件采用热效率高的 HTSSOP 24 引脚封装，带有裸露导热垫。工作温度额定范围为 –40°C 至 125°C。

特性

• 输入电压范围：6.5 至 18 V
• 总驱动器 H + L r DS（开） ：250 mΩ
• 驱动电流：1.5A 连续绕组电流（峰值 2 A）
• 无传感器专有反电动势 （BEMF） 控制方案
• 连续正弦 180° 换向
• 无需外部检测电阻
• 为了提高灵活性，用户可以使用外部检测电阻器来监控输送到电机的功率
• 灵活的用户界面选项：
  • 我^2^C 接口：用于命令和反馈的访问寄存器
  • 专用 SPEED 引脚：接受模拟或 PWM 输入
  • 专用 FG 引脚：提供 TACH 反馈
  • 可通过EEPROM定制旋转曲线
  • 带 DIR 引脚的正反向控制
• 集成降压稳压器，可有效为内部和外部电路提供电压（5 V 或 3.3 V）
• 电源电流 4.5 mA，带待机版本 （DRV10975）
• 电源电流 80 μA，带睡眠版本 （DRV10975Z）
• 过流保护
• 锁检测
• 电压浪涌保护
• UVLO 防护
• 热关断保护
• 热增强型 24 引脚 HTSSOP

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌驱动架构‌：集成三相全桥驱动，内置功率MOSFET（总RDS(on) 250mΩ），支持1.5A连续绕组电流（峰值2A）。
• ‌控制方案‌：
  • ‌无传感器BEMF控制‌：专有反电动势检测算法，支持180°正弦波驱动，降低换向噪音。
  • ‌灵活接口‌：支持I2C寄存器配置、模拟/PWM速度输入（SPEED引脚）、方向控制（DIR引脚）及转速反馈（FG引脚）。
• ‌电源管理‌：
  • ‌宽电压输入‌：6.5V至18V，内置降压稳压器（输出5V/3.3V可选）。
  • ‌低功耗模式‌：待机模式（DRV10975，4.5mA）和睡眠模式（DRV10975Z，80μA）。
• ‌保护机制‌：过流保护、堵转检测、电压浪涌保护、欠压锁定（UVLO）及热关断。

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‌2. 关键功能‌

• ‌电机启动优化‌：
  • ‌ 初始位置检测（IPD） ‌：通过电感变化确定转子位置。
  • ‌ 对齐启动（Align & Go） ‌：强制电机对齐相位，适用于高惯性负载。
  • ‌反向驱动‌：支持从反转状态快速加速至正向运行。
• ‌闭环控制‌：
  • ‌速度调节‌：通过PWM占空比或模拟电压控制输出幅度。
  • ‌电流限制‌：可配置加速电流阈值（0.2A至1.6A）和堵转保护阈值。
• ‌诊断功能‌：
  • ‌实时监测‌：电机速度、BEMF常数、电源电压等参数通过I2C回读。
  • ‌故障代码‌：区分过流、堵转、无电机连接等异常状态。

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‌3. 典型应用‌

• ‌适用场景‌：家电风扇、HVAC系统、低成本低噪音应用。
• ‌优势‌：
  • 无需霍尔传感器，减少外部元件数量。
  • 集成LDO和降压稳压器，可对外部MCU供电。
  • 支持EEPROM存储电机参数，便于批量生产配置。

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‌4. 设计要点‌

• ‌电机参数配置‌：
  • ‌ 相电阻（Rm） ‌：需转换为7位寄存器值（Rm[6:0]），范围0.0294Ω至14.1Ω。
  • ‌ BEMF常数（Kt） ‌：需编码为Kt[6:0]，范围0.7mV/Hz至1330mV/Hz。
• ‌布局建议‌：
  • 电源引脚（VCC、GND）使用宽走线，就近放置10μF去耦电容。
  • 散热焊盘需通过过孔连接至底层铜箔。

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‌5. 封装与型号‌

• ‌封装选项‌：
  • HTSSOP-24（带散热焊盘，7.8mm×6.4mm）
  • VQFN-24（5mm×4mm）
• ‌型号差异‌：
  • DRV10975：待机模式（稳压器持续工作）
  • DRV10975Z：睡眠模式（稳压器关闭，功耗更低）

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‌总结‌：DRV10975是一款高集成度的三相无刷电机驱动器，其正弦波驱动和丰富的保护特性适用于低噪音、低成本应用。设计时需重点配置电机参数（Rm、Kt）和启动参数（如IPD电流阈值），并通过I2C接口优化性能。