DRV8353Rx-EVM用户指南：三相电机驱动评估板的全面解析

在电机驱动领域，DRV8353Rx-EVM评估板是一款备受关注的产品。它为工程师们提供了一个便捷的平台，用于评估DRV8353Rx设备在三相电机驱动应用中的性能。本文将结合相关文档，详细介绍该评估板的硬件和软件特点，以及使用过程中的注意事项。

文件下载：DRV8353RH-EVM.pdf

一、引言

1.1 产品概述

DRV8353Rx是一款用于三相电机驱动应用的栅极驱动IC。它具备三个高精度修整和温度补偿的半桥驱动器，每个驱动器都能够驱动高端和低端N型MOSFET。SPI和硬件接口变体都能提供故障报告和可修改的参数设置，例如用于栅极驱动器压摆率控制的电流控制选项以及保护功能。同时，基于TMS320F28027F微控制器的开发板加载了参考软件，通过InstaSPIN-FOC™软件为DRV8353Rx提供必要的门控脉冲，从而控制无刷直流（BLDC）电机。

1.2 目的和范围

本指南旨在作为启动指南，补充DRV835X + TMS320F28027F BLDC电机控制演示代码套件。它主要面向参与DRV835X + TMS320F28027F参考软件开发、实施和验证的工程师。其范围是为用户提供评估DRV8353Rx设备与TMS320F28027F隔离板的指导，涵盖了DRV8353Rx与MCU板之间的硬件连接，以及完成硬件连接后下载必要工具和软件以驱动电机的步骤。

二、硬件和软件概述

2.1 硬件连接概述

DRV8353Rx-EVM评估板安装在ISO-F28027F上，其输入电源范围为9 VDC至95 VDC，连续驱动电流可达15 A。它带有三个半H桥，可实现有传感器或无传感器控制的三相BLDC电机驱动。霍尔传感器引脚a、b、c连接到电机驱动PCB上J2母头的J2 - 3、J2 - 5和J2 - 15引脚，霍尔传感器的3.3 VDC电源由评估板上的3.3V LDO提供。

2.2 连接细节

• 电源和电机连接：评估板的电源连接器和电机相连接器可接受9 VDC至95 VDC的电源电压。评估板设计为可在单轨（VM = VDRAIN）和双轨（独立电源节点VM和VDRAIN）配置下工作。默认情况下，评估板采用双轨配置，VM电源由LM5008A的12 VDC降压输出提供。若要使用单轨配置，需连接R18并断开R19。LM5008A的电源输入是连接到电源连接器J5的VDRAIN轨。BLDC电机的三相连接到DRV8353Rx-EVM上的三相电机插座J6。
• 跳线和USB连接：图5展示了软件正常运行所需的跳线引脚连接，以及Mini - USB电缆的插入位置，该电缆用于为ISO-F28027F FTDI编程器供电，并提供TMS320F28027F固件与GUI之间的通信。

2.3 故障处理和开关功能

关于DRV8353Rx的故障支持，可参考DRV835x 100 - V三相智能栅极驱动器数据手册。ISO-F28027F开发套件上有一个专用的按钮开关用于复位固件（RST），该开关在参考软件中进行了配置。

2.4 接口连接

DRV8353Rx-EVM有40个具有不同功能的母头引脚，这些引脚与ISO-F28027F开发套件接口，并映射到TMS320F28027F设备以实现电机驱动器的功能。这40个引脚分为4个端口，具体的引脚连接信息如下表所示：	J1 Pin Number	DRV8353Rx-EVM Function	TMS320F28027F Function	Description
2	3.3 V	3.3 V	3.3 V MCU supply
1	Leaded Pin Hole	No Pin Extruded	Leaded pin hole
4	VSENVM	ADC channel – A6	Sensing VM supply voltage
3	GND	GND	GND connection
6	No function	UART RX to MCU	No function
5	VSENA	ADC channel – A7	Sensing A phase voltage
8	No function	UART TX to MCU	No function
7	VSENB	ADC channel – A3	Sensing B phase voltage
10	ENABLE	I/O pin with Interrupt	Logic low to enter a low - power sleep mode
9	VSENC	ADC channel – A1	Sensing C phase voltage
12	POT	ADC channel – A4	Optional POT to vary the voltage 0 - 3.3 V on pin
11	ISENC	ADC channel – A0	Sensing C phase current
14	SCLK	UCBOCLK – SPI CLK	Secondary function for pin SPI CLK
13	ISENB	ADC channel – B1	Sensing B phase current
16	NFAULT	I/O pin with Interrupt	Pulled logic low during a fault condition
15	ISENA	ADC channel – B3	Sensing A phase current
18	No function	I/O pin	Software debug pins (optional)
17	IDRIVE	I/O pin	Sets gate drive peak current, 7 - level input pin (DRV8353RH devices only)
20	EVM ID	ADC channel – b7	EVM identification with voltage divider. DRV8353RS with R58 = 6.04k, DRV8353RH with R58 = 8.06k
19	VDS	I/O pin	Sets VDS monitor threshold voltage, 7 - level input pin (DRV8353RH devices only)

J2 Pin Number	DRV8353Rx-EVM Function	ISO-F28027F Function	Description
2	INHA	EPWM1A	Secondary function, output to generate PWM for A phase high - side switches
1	GND	GND	GND connections
4	INLA	EPWM1B	Secondary function, output to generate PWM for A phase low - side switches
3	HALLA	SPI enable	Hall sensor A feedback from motor
6	INHB	EPWM2A	Secondary function, output to generate PWM for B phase high - side switches
5	HALLB	I/O PIN with Interrupt	Hall sensor B from motor
8	INLB	EPWM2B	Secondary function, output to generate PWM for B phase low - side switches
7	No function	I/O pin	No function
10	INHC	EPWM3A	Secondary function, output to generate PWM for C phase high - side switches
9	No function	RST	No function
12	INLC	EPWM3B	Secondary function, output to generate PWM for C phase low - side switches
11	SDI	UCBOSIMO	Secondary function for data input to DRV835xx
14	MODE	I/O pin	Sets the input control mode, 4 - level input pin (DRV8353RH devices only)
13	SDO	UCBOSOMI	Secondary function for data output from DRV835xx
16	LED	I/O pin	Visual feedback for faults.
15	HALLC	I/O pin With Interrupt	Hall sensor C feedback from motor
18	EVM ID	I/O pin	Not for evaluation purposes
17	nSCS/GAIN	I/O PIN with Interrupt	Active low enables serial interface communication Sets the gain of the shunt amplifiers, 4 - level input pin (DRV8353RH devices only)
20	EVM ID	I/O pin	Not for evaluation purposes
20	No connect	I/O pin	Not used

三、GUI应用初始化

3.1 硬件设置

运行电机控制所需的硬件包括ISO-F28027F开发套件、DRV8353Rx-EVM、Mini - USB电缆和输出范围为9 VDC至95 VDC的电源。启动DRV8353Rx-EVM的步骤如下：

1. 通过两个40针插头J1和J2将ISO-F28027F开发套件连接到DRV8353Rx-EVM，注意40针隔离板插头的正确极性。
2. 将无刷直流电机的三相连接到DRV8353Rx-EVM模块上的J6连接器。如果使用ISO-F28027F开发套件上的有传感器固件，需将无刷直流电机霍尔传感器输入连接到J3插头；如果使用无传感器固件，J3插头可保持未连接状态。若使用1x PWM模式和有传感器固件，R48、R50和R52必须安装0Ω电阻，以将霍尔传感器输入信号连接到驱动器。
3. 将直流电源连接到J5插头，评估板有一个30 A额定保险丝，用于防止大的浪涌电流情况。注意DRV8353Rx-EVM连接J5上+VM和GND连接的正确极性。
4. 打开电源并为PCB供电，VDRAIN直接连接到LM5008A，LM5008A输出12 VDC到VM（双轨配置）和3.3 VDC的LP2992 LDO。
5. 将Mini - USB电缆连接到ISO-F28027F开发套件和计算机。

3.2 EVM默认组件配置

两个评估板默认采用双轨配置，即R19连接，R18断开。若要实现VM = VDRAIN，需切换这些连接。在双轨配置中，LM5008A用于为VM轨提供12 VDC电源，其降压电源输入来自VDRAIN。12 VDC也是LP2992IM5 LDO的电源输入，该LDO输出3.3 VDC。如果LMR5008A设置为输出3.3 VDC，需断开R36的3.3 VDC LDO输出，并通过连接R39将3.3 VDC节点连接到降压输出。对于高速开关评估，评估板可以将RC缓冲器连接到低端和高端开关节点，并通过VGS电容器进一步评估设备的压摆率性能。默认情况下，所有这些组件都不安装（DNP）。DRV8353RH - EVM默认设置为IDRIVE为150/300 mA，VDS感测为0.2 VDC，MODE为3x PWM，GAIN为10 V/V。若要修改这些值，可参考数据手册了解如何设置这些输入引脚结构。

四、注意事项和参考资料

注意事项

• 仅在默认IDRIVE设置150mA/300mA灌/拉电流下操作此评估板。
• DRV8353Rx-EVM仅设计用于与随附套件的ISOF28027F MCU PCB一起评估，确保ISO - F28027F的S4开关设置为OFF，S1设置为ON - ON - ON。
• 评估板本身被视为带电设备，不用于隔离电压测试，超过数据手册规定的标准评估板额定电压可能导致人身伤害、电击危险、损坏评估板等。不使用时，请勿将电源连接到评估板。
• 评估板表面可能很热，接触可能导致灼伤，请勿触摸。
• 评估板为高压设备，连接到带电线路时可能发生电击，应由专业人员小心操作。建议使用具有过压和过流保护的隔离测试设备。
• 请勿在无人看管时为评估板供电。

参考资料

为了获取更多信息，可参考以下文档：

• Texas Instruments, DRV8353Rx - EVM EVM User’s Guide
• Texas Instruments, DRV835x - EVM InstaSPIN™Software Quick Start Guide
• Texas Instruments, DRV835x 100 - V Three - Phase Smart Gate Driver data sheet
• Texas Instruments, InstaSPIN - FOC™and InstaSPIN - MOTION™User's Guide
• Texas Instruments, LM5008A 100 - V 350 - mA Constant On - Time Buck Switching Regulator data sheet
• Texas Instruments, TMS320F2802x Piccolo™Microcontrollers data sheet
• Texas Instruments, TMS320F28026F, TMS320F28027F InstaSPIN - FOC™Software Technical Reference Manual

通过对DRV8353Rx-EVM评估板的详细介绍，相信工程师们对该产品有了更深入的了解。在实际应用中，务必严格遵循使用说明和注意事项，以确保评估板的安全和稳定运行。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。