‌DRV8303三相栅极驱动器技术文档总结

该DRV8303是一款用于三相电机驱动应用的栅极驱动器IC。该器件提供三个半桥驱动器，每个驱动器能够驱动两个N沟道MOSFET。该器件支持高达 1.7A 的源极电流和 2.3A 的峰值电流能力。该DRV8303可采用6V至60V范围宽的单个电源供电。它采用自举栅极驱动器架构和涓流充电电路，支持 100% 占空比。当高侧或低侧 MOSFET 切换时，DRV8303使用自动手摇，以防止电流射穿。高侧和低侧 MOSFET 的集成 VDS 检测用于保护外部功率级免受过流情况的影响。
*附件：drv8303.pdf

该DRV8303包括两个电流分流放大器，用于精确的电流测量。这些放大器支持双向电流检测，并提供高达 3 V 的可调输出失调。

串行外设接口 （SPI） 提供详细的故障报告和灵活的参数设置，例如电流分流放大器的增益选项和栅极驱动器的压摆率控制。

特性

• 6V 至 60V 工作电源电压范围
• 1.7A 源极和 2.3A 灌极驱动电流能力
• 压摆率控制，降低 EMI
• 支持 100% 占空比的自举栅极驱动器
• 6 或 3 种 PWM 输入模式
• 双通道集成电流分流放大器，具有可调增益和失调
• 3.3V 和 5V 接口支持
• 串行外设接口 （SPI）
• 保护特点：
  • 可编程死区时间控制 （DTC）
  • 可编程过流保护 （OCP）
  • PVDD 和 GVDD 欠压锁定 （UVLO）
  • GVDD 过压锁定 （OVLO）
  • 过热警告/关断 （OTW/OTS）
  • 通过nFAULT、nOCTW和SPI寄存器报告

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌电源与驱动‌：
  • 工作电压范围：6V至60V，集成1.7A源电流/2.3A灌电流的栅极驱动能力。
  • 支持100%占空比的自举架构，内置电荷泵。
  • 3种PWM输入模式（6-PWM/3-PWM），可编程死区时间（50ns-500ns）。
• ‌电流检测‌：
  • 双集成电流分流放大器，支持双向检测，增益可调（10/20/40/80 V/V）。
  • 输出偏置电压可编程（最高3V），支持DC校准模式。
• ‌保护功能‌：
  • VDS过流保护（OCP）、欠压锁定（UVLO）、过热警告/关断（OTW/OTS）。
  • 故障报告通过nFAULT、nOCTW引脚及SPI寄存器。

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‌2. 关键模块‌

• ‌栅极驱动‌：
  • 三组半桥驱动，自动握手防直通，支持外部MOSFET的VDS实时监测。
  • 可调栅极驱动电流（1.7A/0.7A/0.25A）和开关斜率控制（EMI优化）。
• ‌SPI接口‌：
  • 16位数据帧（读写位+地址+数据），支持灵活的参数配置（如OCP阈值、放大器增益）。
• ‌保护机制‌：
  • 4种过流模式（限流/锁存关断/仅报告/禁用），GVDD过压保护（>16V触发）。

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‌3. 电气参数‌

• ‌电源特性‌：
  • 静态电流：待机模式1μA（LDO关闭），工作模式15mA（100nC栅极电荷）。
  • 热阻：结至环境30.3°C/W（TSSOP封装）。
• ‌时序特性‌：
  • 传播延迟：45ns（输入至栅极输出），死区时间匹配误差<5ns。

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‌4. 典型应用‌

• ‌场景‌：
  • 无刷直流电机（BLDC/PMSM）、电动工具、工业自动化。
• ‌设计要点‌：
  • ‌布局‌：GVDD/PVDD需就近放置低ESR电容（如2.2μF陶瓷电容）。
  • ‌保护设置‌：根据MOSFET的RDS(on)计算OCP阈值（如0.123V对应26A@4.7mΩ）。

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‌5. 封装与配置‌

• ‌封装‌：48引脚HTSSOP（12.5mm×6.1mm），带裸露焊盘散热。
• ‌寄存器配置‌：
  • 控制寄存器1：设置栅极电流、PWM模式、OCP响应方式。
  • 控制寄存器2：配置放大器增益、DC校准通道、OCTW报告模式。

‌总结‌：DRV8303是一款高集成度三相电机驱动IC，适用于需精确电流检测和强保护功能的场合，其SPI可编程性及多重保护机制显著简化系统设计。