DRV8836:低电压电机驱动的理想之选

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DRV8836:低电压电机驱动的理想之选

在电机驱动领域,对于低电压或电池供电的应用场景,一款性能出色、功能丰富且体积小巧的驱动芯片至关重要。德州仪器(TI)的 DRV8836 便是这样一款值得关注的产品,下面就为大家详细介绍。

文件下载:drv8836.pdf

产品特性亮点

强大的驱动能力

DRV8836 是一款双 H 桥电机驱动器,能够驱动两个直流电机或者一个步进电机。其每个 H 桥的最大驱动电流可达 1.5A,若将两个桥并联,还能实现 3A 的驱动电流。而且,它的 MOSFET 导通电阻较低,HS + LS 仅为 305mΩ,这有助于降低功耗,提高能源效率。

宽电压工作范围

该芯片的工作电源电压范围为 2V 至 7V,非常适合电池供电的应用。无论是低电压的电池系统,还是稍高电压的电源,DRV8836 都能稳定工作。

灵活的接口与低功耗模式

它提供了灵活的 PWM 或 PHASE/ENABLE 接口,方便与各种控制器进行连接。同时,还具备低功耗睡眠模式,通过专用的 nSLEEP 输入引脚控制,在睡眠模式下最大电源电流仅为 95nA,大大延长了电池的使用寿命。

小巧的封装

采用 2.00mm × 3.00mm 的 WSON 封装,体积小巧,节省了电路板空间,适用于对空间要求较高的应用场景。

应用领域广泛

DRV8836 的应用场景十分丰富,涵盖了众多电池供电的设备,如 DSLR 镜头、消费产品、玩具、机器人、相机以及医疗设备等。在这些应用中,它能够为电机提供稳定可靠的驱动,满足不同设备的运动控制需求。

详细技术解读

内部结构与工作原理

DRV8836 内部有两个 H 桥驱动器,每个输出驱动块由 N 沟道功率 MOSFET 配置成 H 桥来驱动电机绕组。内部电荷泵会生成栅极驱动电压,以确保 MOSFET 能够正常工作。每个 H 桥可提供高达 1.5A 的输出电流。

接口模式选择

该芯片支持 PHASE/ENABLE 和 IN/IN 两种接口模式,用户可以根据实际需求进行灵活选择,这两种模式都与行业标准设备兼容。

保护功能齐全

具备完善的内部保护功能,包括过流保护、短路保护、欠压锁定和过温保护。当出现过流情况时,模拟电流限制电路会限制通过 FET 的电流,若过流持续时间超过设定时间,H 桥中的所有 FET 会被禁用,大约 1ms 后自动重新启用。当芯片温度超过安全限制时,H 桥中的 FET 也会被禁用,待温度降至安全水平后自动恢复工作。若 VCC 引脚电压低于欠压锁定阈值电压,设备内的所有电路会被禁用,内部逻辑复位,当 VCC 电压上升到阈值以上时恢复工作。

应用设计要点

电源推荐

在电源设计方面,VCC 引脚需要用一个至少 0.1μF 的陶瓷电容旁路到 GND,以减少电源噪声。同时,合适的本地大容量电容对于电机驱动系统的设计也非常重要。大容量电容的选择需要考虑多个因素,如电机系统所需的最大电流、电源的电容和供电能力、电源与电机系统之间的寄生电感、可接受的电压纹波、电机类型以及电机制动方法等。虽然数据手册提供了推荐值,但实际应用中还需要进行系统级测试来确定合适的大容量电容大小。

布局指南

VCC 引脚应使用低 ESR 陶瓷旁路电容旁路到 GND,电容应尽可能靠近 VCC 引脚,并通过粗走线或接地平面连接到设备的 GND 引脚。同时,VCC 引脚还需要使用合适的大容量电容旁路到地,该电容可以是电解电容,且应靠近 DRV8836 放置。

散热考虑

DRV8836 具备热关断(TSD)功能,当芯片温度超过约 150°C 时,设备会禁用,直到温度降至安全水平。为了确保芯片正常工作,需要注意散热设计。芯片的功率耗散主要集中在输出 FET 的导通电阻上,随着温度升高,导通电阻会增加,功率耗散也会相应增加。因此,在设计散热片时需要考虑这一因素。PowerPAD™ 封装采用外露焊盘来散热,需要将该焊盘与 PCB 上的铜层进行热连接。在多层 PCB 且有接地平面的情况下,可以通过添加多个过孔将散热焊盘连接到接地平面;在没有内部平面的 PCB 上,可以在 PCB 的两侧增加铜面积来散热。

总结

DRV8836 以其出色的性能、丰富的功能和小巧的封装,为低电压或电池供电的电机控制应用提供了一个优秀的解决方案。无论是在消费电子、玩具还是医疗设备等领域,它都能发挥重要作用。在实际设计过程中,工程师们需要根据具体的应用需求,合理选择电源、进行布局设计和散热考虑,以充分发挥 DRV8836 的优势。大家在使用 DRV8836 过程中遇到过哪些问题呢?欢迎在评论区分享交流。

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