‌DRV8821 双路步进电机控制器与驱动器技术文档总结

该DRV8821提供双微步进步进电机控制器/驱动器 打印机、扫描仪和其他办公自动化设备应用的解决方案。

两个独立的步进电机驱动电路包括四个 H 桥驱动器和 具有微步进功能的索引器逻辑。每个电机驱动模块均采用N沟道功率MOSFET 配置为 H 桥以驱动电机绕组。
*附件：drv8821.pdf

简单的步进/方向接口允许轻松连接控制器电路。引 脚 允许将电机配置为全步、半步、四分之一步或八步模式，以及 选择慢速或混合衰减模式。

提供内部关断功能，用于过流保护、短路 保护、欠压锁定和过热。

该DRV8821采用 48 引脚 HTSSOP 封装（环保：RoHS 和无 Sb/Br）。

特性

• 双PWM微步进电机驱动器
  • 内置微步进索引器
  • 每个绕组高达 1.5A 的电流
  • 三位绕组电流控制
    允许多达八个电流电平
  • 低 MOSFET 导通电阻
  • 可选的慢速或混合衰减模式
• 8V 至 32V 工作电源电压范围
• 用于栅极驱动的内部电荷泵
• 内置3.3V基准电压源
• 简单的步进/方向接口
• 完全防止欠压、
  过热和过流
• 热增强型表面贴装封装

参数

‌一、产品概述‌
DRV8821是德州仪器推出的双路微步进电机控制器/驱动器，专为打印机、扫描仪和其他办公自动化设备设计。该器件采用热增强型表面贴装封装，具有完整的保护功能。

‌二、核心特性‌

‌2.1 电气性能‌

• ‌工作电压范围‌：8V至32V
• ‌输出电流能力‌：最高1.5A每绕组
• ‌PWM工作频率‌：50kHz（可工厂选项设置为100kHz）
• ‌导通电阻‌：低RDS(on) MOSFET
• ‌电流控制‌：三位绕组电流控制，支持八个电流级别
• ‌内部电荷泵‌：用于栅极驱动
• ‌内置3.3V基准电压‌

‌2.2 功能特点‌

• 双路PWM微步进电机驱动器
• 内置微步进索引器
• 可选择慢速或混合衰减模式
• 简单的步进/方向接口
• 完全保护功能：欠压、过温、过流保护
• 低功耗睡眠功能

‌三、应用领域‌

• 打印机和扫描仪
• 办公自动化机器
• 游戏机
• 工厂自动化
• 机器人技术

‌四、技术规格‌

‌4.1 绝对最大额定值‌

• 电源电压(VM)：-0.3V至34V
• 逻辑输入电压：-0.5V至5.75V
• 峰值电机驱动输出电流：内部限制
• 连续电机驱动输出电流：1.5A
• 工作环境温度：-40°C至85°C

‌4.2 推荐工作条件‌

• 电机电源电压范围：8V至32V
• 连续电机驱动输出电流：1.5A
• VREF输入电压：1V至4V

‌4.3 热性能参数‌

• 结到环境热阻：31.3°C/W（HTSSOP 48引脚封装）

‌五、功能描述‌

‌5.1 PWM电机驱动器‌

• 包含四个H桥电机驱动器，具有电流控制PWM电路
• 每个电机驱动块采用N沟道功率MOSFET配置为H桥

‌5.2 电流调节‌

• 采用固定频率PWM电流调节（电流斩波）
• 全尺度斩波电流计算公式：IFS = VREF / (5 × RSENSE)
• 支持八种电流级别（20%、38%、56%、71%、83%、92%、98%、100%）

‌5.3 衰减模式‌

• ‌慢衰减模式‌：绕组电流通过使能两个低侧FET进行再循环
• ‌混合衰减模式‌：开始为快速衰减，在PWM周期的75%处切换到慢衰减

‌5.4 保护电路‌

• ‌ 过流保护(OCP) ‌：包括模拟电流限制电路和数字监控电路
• ‌ 热关断(TSD) ‌：当结温超过安全限制时关闭所有驱动器
• ‌ 欠压锁定(UVLO) ‌：VM电压低于阈值时禁用所有电路
• ‌防直通电流‌：控制每个FET的栅极驱动以防止交叉传导

‌六、控制接口‌

• 简单的步进/方向接口
• 支持全步、半步、1/4步和1/8步模式
• 通过xUSM0和xUSM1引脚配置步进模式

‌七、封装信息‌

• 封装类型：48引脚HTSSOP（DCA）
• 外形尺寸：6.10mm × 12.50mm
• 环保标准：RoHS且无Sb/Br

‌八、应用设计‌

‌8.1 典型应用电路‌

• 可驱动两个双极步进电机
• 需要外部电流检测电阻
• 建议使用大容量电容和适当的去耦电容

‌8.2 布局指南‌

• 大容量电容应放置在靠近器件的位置
• 连接金属迹线宽度应尽可能宽
• 器件热焊盘应焊接到PCB顶层接地平面

‌九、电源建议‌

• 需要适当的本地大容量电容
• 电容大小取决于系统需求，建议进行系统级测试

‌十、保护功能‌

• 过流保护：模拟电流限制和数字监控
• 热关断：结温超过约150°C时关闭
• 欠压锁定：VM电压低于阈值时禁用
• 防直通电流：控制栅极驱动防止交叉传导

该器件特别适用于需要高效、可靠电机驱动解决方案的工业自动化和精密控制应用，具有完整的保护功能和灵活的控制选项。