‌DRV3201-Q1 汽车级三相电机驱动IC技术文档总结

桥式驱动器专用于汽车三相无刷直流电机控制，包括安全相关应用。它为正常电平 N 沟道 MOSFET 晶体管提供六个专用驱动器。驱动器功能设计用于处理 250 nC 的栅极电荷，驱动器源电流/灌电流可编程，便于调整输出斜率。该器件还通过SPI接口集成了复杂的诊断、保护和监控功能。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。
*附件：drv3201-q1.pdf

特性

• 符合汽车应用标准
• AEC-Q100 测试指南，结果如下：
  • 器件温度等级 1：–40°C 至 125°C 环境工作温度
  • 设备 HBM ESD 分类 2 级
  • 设备 CDM ESD 分类级别 C3
• 用于电机控制的三相桥式驱动器
• 驱动 6 个独立的 N 沟道功率 MOSFET，栅极电荷高达 250 nC
• 可编程 140mA 至 1A 栅极电流驱动（源极/灌电流），便于调整输出斜率
• 所有FET驱动器引脚均符合7V至40V，以处理电感欠冲和过冲
• 每个功率MOSFET的独立控制输入
• PWM 频率高达 30 kHz
• 支持 100% 占空比作
• 工作电压：4.75 至 30 V
• 集成升压转换器产生栅极驱动器电压，实现适当的低电源电压工作
• 逻辑功能低至 3 V
• 短路保护，具有 VDS 监控和可调节的检测水平
• 两个集成高精度电流检测放大器，带有两个增益可编程第二级，可在低负载电流作下实现更高分辨率
• 过压和欠压保护
• 具有可编程死区时间的击穿保护
• 三个实时相位比较器
• 过热警告和关闭
• 通过 SPI 接口进行复杂的故障检测和处理
• 睡眠模式功能
• 复位和启用功能
• 封装：64引脚HTQFP PowerPAD™

参数

方框图

‌1. 核心特性‌

• ‌汽车级认证‌：
  • 符合AEC-Q100 Grade 1标准（-40°C至125°C）
  • ESD防护等级：HBM Class 2 / CDM Class C3
• ‌驱动能力‌：
  • 三相桥式驱动，支持6路独立N沟道MOSFET（最大栅极电荷250nC）
  • 可编程栅极驱动电流（140mA至1A），支持输出斜率调节
  • 工作电压范围：4.75V至30V（集成升压转换器保障低压运行）
• ‌保护功能‌：
  • VDS监测短路保护（可调阈值）
  • 过压/欠压保护、击穿保护（可编程死区时间）
  • 过温预警及关断

---

‌2. 关键功能模块‌

• ‌电流检测系统‌：
  • 2组高精度电流检测放大器（支持两级增益可编程）
  • 典型应用：电机相电流检测（通过外部分流电阻）
• ‌控制接口‌：
  • 独立MOSFET控制输入（支持PWM频率≤30kHz）
  • 100%占空比运行能力
  • SPI接口实现故障诊断与配置
• ‌升压转换器‌：
  • 集成FET，提供栅极驱动过压（典型值7V至40V）
  • 确保低至4.75V电池电压下的稳定驱动

---

‌3. 典型应用设计‌

• ‌汽车安全关键系统‌：
  • 电动转向系统（EPS/EHPS）
  • 电子制动/制动辅助
  • 变速箱与油泵控制
• ‌电路设计要点‌：
  • 推荐布局：
    • 栅极驱动走线长度≤50mm
    • 电流检测电阻需选用低温漂类型（如<50ppm/°C）
  • 热设计：
    • HTQFP-64封装（10mm×10mm），RθJA=15°C/W（带散热焊盘）
    • 最大结温150°C

---

‌4. 封装与生产信息‌

• ‌HTQFP-64 PowerPAD™封装‌：
  • 引脚配置：64引脚（含底部散热焊盘）
  • 环保认证：RoHS兼容（NIPDAU无铅镀层）
• ‌订购型号‌：| 型号 | 包装方式 | 温度范围 |
  | ---------------- | ----------- | --------------- |
  | DRV3201QPAPQ1 | 160片托盘 | -40°C125°C |
  | DRV3201QPAPRQ1 | 1000卷带 | -40°C125°C |

---

‌5. 文档支持‌

• ‌相关资源‌：
  • 评估板：DRV3201EVM
  • 技术文档：升压转换器设计指南、电流检测放大器规格书