‌DRV8811 步进电机控制器技术文档总结

DRV8811器件为打印机、扫描仪和其他自动化设备应用提供集成的步进电机驱动器解决方案。该器件具有两个 H 桥驱动器，以及用于控制步进电机的微步进索引器逻辑。

输出驱动器模块由配置为全H桥的N沟道功率MOSFET组成，用于驱动电机绕组。
*附件：drv8811.pdf

简单的STEP和DIR接口可轻松连接控制器电路。步进模式引脚允许将电机配置为全步、半步、四分之一步或八步模式。衰减模式和PWM关断时间是可编程的。

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。

DRV8811器件采用带导热垫的PowerPAD™ 28引脚HTSSOP封装。

特性

• 脉宽调制 （PWM） 微步进电机驱动器
  • 高达 1/8 步微步进分度器
  • 步进和方向控制
  • 可编程混合衰减、消隐和关断时间
• 每个绕组高达 1.9A 的电流
• 低 1.0 Ω （HS+LS） MOSFET R DS（开） （25°C）
• 8V 至 38V 工作电源电压范围
• 与DRV8818引脚兼容
• 热增强型表面贴装封装
• 保护特点：
  • VM 欠压锁定 （UVLO）
  • 过流保护 （OCP）
  • 热关断 （TSD）

参数

方框图

‌一、产品概述‌
DRV8811是德州仪器推出的集成步进电机控制器/驱动器，专为打印机、扫描仪和其他自动化设备应用设计。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38V
• ‌输出电流能力‌：最高1.9A每绕组
• ‌导通电阻‌：低1.0Ω MOSFET RDS(on)（25°C）
• ‌PWM微步进电机驱动器‌：
  • 高达1/8步微步进索引器
  • 步进和方向控制
  • 可编程混合衰减、消隐和关断时间

‌2.2 功能特点‌

• 双H桥驱动器
• 内置微步进索引器逻辑
• 简单的步进/方向接口
• 可配置全步、半步、1/4步或1/8步模式
• 衰减模式和PWM关断时间可编程
• 完整保护功能：欠压锁定、过流保护、热关断
• 低功耗睡眠模式

‌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40V
• 逻辑电源电压(VCC)：-0.3V至7V
• 数字引脚电压：-0.5V至7V
• 峰值电机驱动输出电流：内部限制
• 连续电机驱动输出电流：1.9A
• 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38V
• 逻辑电源电压范围：3V至5.5V
• VREF输入电压：0V至VCC

‌4.3 热性能参数‌

• 结到环境热阻：31.4°C/W（HTSSOP 28引脚封装）

‌五、功能描述‌

‌5.1 PWM H桥驱动器‌

• 包含两个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配置为全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 = VVREF / (8 × RSENSE)
• 支持八种电流级别（20%、38%、56%、71%、83%、92%、98%、100%）

‌5.3 衰减模式‌

• ‌快速衰减模式‌：H桥反转状态，允许绕组电流反向流动
• ‌慢速衰减模式‌：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，在周期内切换到慢衰减

‌5.4 微步进索引器‌

• 通过USM1和USM0引脚配置步进格式：
  • USM1=0, USM0=0：全步（2相激励）
  • USM1=0, USM0=1：1/2步（1-2相激励）
  • USM1=1, USM0=0：1/4步（W1-2相激励）
  • USM1=1, USM0=1：1/8步（相激励）

‌5.5 保护电路‌

• ‌ 过流保护(OCP) ‌：如果任何FET电流超过预设阈值，所有FET被禁用
• ‌ 热关断(TSD) ‌：当结温超过约150°C时关闭
• ‌ 欠压锁定(UVLO) ‌：VM电压低于阈值时禁用所有电路

‌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
• 复位、使能和睡眠模式控制

‌七、封装信息‌

• 封装类型：PowerPAD 28引脚HTSSOP（PWP）
• 外形尺寸：9.70mm × 4.40mm
• 环保标准：RoHS

‌八、应用设计‌

‌8.1 典型应用电路‌

• 可驱动双极步进电机
• 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‌

• VMA和VMB引脚应使用低ESR陶瓷旁路电容
• 热焊盘应连接到PCB上的铜平面
• 建议使用热通孔改善散热

‌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

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，能够提供精确的线圈电流调节，确保步进电机的平稳旋转。