Texas Instruments DRV8316/DRV8316-Q1三相集成FET電機(jī)驅(qū)動(dòng)器是一款單芯片功率級(jí)解決方案，專為驅(qū)動(dòng)12V無(wú)刷直流電機(jī)而設(shè)計(jì)，最高可達(dá)40W。DRV8316/DRV8316-Q1驅(qū)動(dòng)器結(jié)合了三個(gè)1/2H電橋，具有40V的絕對(duì)最大能力和95mΩ（高壓側(cè)加低壓側(cè)）的超低R DS(ON) ，從而可實(shí)現(xiàn)高功率驅(qū)動(dòng)能力。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：

*附件：DRV8316數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

*附件：DRV8316-Q1數(shù)據(jù)表.pdf

TI DRV8316/DRV8316-Q1電機(jī)驅(qū)動(dòng)器具有集成電流檢測(cè)功能，無(wú)需外部檢測(cè)電阻器?？烧{(diào)降壓穩(wěn)壓器和LDO的電源管理性能為DRV8316/DRV8316-Q1器件生成必要的電壓軌，可用于為外部電路供電。

DRV8316/DRV8316-Q1實(shí)現(xiàn)了6x或3x PWM控制方案，可用于使用外部微控制器實(shí)施有傳感器或無(wú)傳感器磁場(chǎng)定向控制 (FOC)、正弦控制或梯形控制。DRV8316-Q1能夠驅(qū)動(dòng)高達(dá)200kHz的PWM頻率。該控制方案具有高度可配置性，可通過(guò)硬件引腳或寄存器設(shè)置進(jìn)行配置，范圍涵蓋從電機(jī)電流限制行為到故障響應(yīng)。

DRV8316/DRV8316-Q1集成多種保護(hù)特性，旨在出現(xiàn)故障事件時(shí)保護(hù)該器件、電機(jī)和系統(tǒng)。DRV8316-Q1器件符合汽車應(yīng)用類AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn)。

特性

• 三相BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器
• 4.5V至35V工作電壓（絕對(duì)最大值40V）
• 高輸出電流能力： 8A峰值
• 低MOSFET導(dǎo)通電阻
  • RDS(ON) ：95mΩ（高側(cè)+低側(cè)，TA = 25°C時(shí)）
• 低功耗睡眠模式
  • 1.5μA（在VVM = 24V，TA = 25°C時(shí)）
• 多種控制接口選項(xiàng)
  • 6個(gè)PWM控制接口
  • 3個(gè)PWM控制接口
• 支持高達(dá)200kHz PWM頻率，支持低電感電機(jī)
• 逐周期限流
• 集成內(nèi)置電流檢測(cè)
  • 它無(wú)需外部電流檢測(cè)電阻器
• 硬件或5MHz 16位SPI接口
• 支持1.8V、3.3V和5V邏輯輸入
• 內(nèi)置3.3V (5%)、30mA LDO 穩(wěn)壓器
• 內(nèi)置3.3V/5V、200mA降壓穩(wěn)壓器
• 延遲補(bǔ)償減少占空比失真
• 整套集成保護(hù)特性
  • 電源欠壓閉鎖 (UVLO)
  • 電荷泵欠壓 (CPUV)
  • 過(guò)流保護(hù) (OCP)
  • 熱警告和熱關(guān)斷 (OTW/OTSD)
  • 故障狀態(tài)指示引腳 (nFAULT)
  • 可選擇通過(guò)SPI接口進(jìn)行故障診斷

簡(jiǎn)化示意圖

基于DRV8316的三相無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)解析

一、DRV8316產(chǎn)品概述

DRV8316是德州儀器(TI)推出的一款高性能三相BLDC(無(wú)刷直流)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，專為12V和24V電機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該器件集成了三個(gè)半橋功率級(jí)，采用40V絕對(duì)最大電壓工藝制造，具有95mΩ(典型值，高邊+低邊)的低導(dǎo)通電阻，可提供高達(dá)8A的峰值輸出電流。

?關(guān)鍵特性?：

• 寬工作電壓范圍：4.5V至35V(40V絕對(duì)最大值)
• 超低功耗睡眠模式：1.5μA @24V
• 多種控制接口選項(xiàng)：6x/3x PWM控制，支持帶逐周期電流限制
• 集成電流檢測(cè)功能，無(wú)需外部檢測(cè)電阻
• 內(nèi)置3.3V/30mA LDO和可調(diào)(3.3V/5V)200mA降壓穩(wěn)壓器
• 全面的保護(hù)功能：欠壓鎖定、過(guò)流保護(hù)、熱警告/關(guān)斷等

二、核心功能詳解

2.1 功率輸出級(jí)設(shè)計(jì)

DRV8316采用優(yōu)化的MOSFET結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效率功率輸出：

• ? RDS(ON) ?：在25°C、VVM>6V條件下，總導(dǎo)通電阻僅95mΩ(典型值)
• ?驅(qū)動(dòng)能力?：每相支持8A峰值電流，適合驅(qū)動(dòng)80W以下電機(jī)
• ?死區(qū)時(shí)間?：自動(dòng)死區(qū)時(shí)間控制，范圍500-3400ns(取決于配置的壓擺率)

2.2 集成電流檢測(cè)

器件采用先進(jìn)的集成電流檢測(cè)技術(shù)：

• ?可編程增益?：通過(guò)SPI(DRV8316R)或硬件引腳(DRV8316T)選擇0.15V/A至1.2V/A四種增益
• ?高精度?：全溫度范圍內(nèi)增益誤差<±12.5%
• ?寬檢測(cè)范圍?：±8A滿量程，支持雙向電流檢測(cè)
• ?快速響應(yīng)?：1μs內(nèi)達(dá)到1%精度(30pF負(fù)載)

2.3 電源管理系統(tǒng)

DRV8316集成完整的電源解決方案：

• ?降壓穩(wěn)壓器?：可配置輸出3.3V/4.0V/5.0V/5.7V，最大200mA
• ?LDO穩(wěn)壓器?：固定3.3V輸出，30mA驅(qū)動(dòng)能力
• ?電荷泵?：內(nèi)置4.7V(典型值)柵極驅(qū)動(dòng)電源

三、保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)

DRV8316提供全面的保護(hù)機(jī)制：

?電壓相關(guān)保護(hù)?：

• 欠壓鎖定(UVLO)：4.4V(上升)/4.2V(下降)
• 過(guò)壓保護(hù)(OVP)：可配置20V或34V閾值
• 電荷泵UVLO：2.5V(上升)/2.4V(下降)

?電流/溫度保護(hù)?：

• 可編程過(guò)流保護(hù)(OCP)：10A至31A(硬件模式)
• 逐周期電流限制：精度±10%
• 熱警告/關(guān)斷：兩級(jí)溫度保護(hù)

四、設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

1. ?PCB布局建議?：
   • 使用星型接地拓?fù)?，分離功率地(PGND)和信號(hào)地(AGND)
   • VM引腳就近放置至少兩個(gè)0.1μF+一個(gè)10μF去耦電容
   • 保持高電流路徑短而寬，減少寄生電感
2. ?熱管理?：
   • 充分利用暴露的散熱焊盤(θJA=25.7°C/W)
   • 在持續(xù)高負(fù)載應(yīng)用中考慮額外散熱措施
3. ?控制接口選擇?：
   • 對(duì)于簡(jiǎn)單應(yīng)用：選用硬件引腳配置的DRV8316T
   • 需要靈活配置：選擇SPI接口的DRV8316R

五、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?醫(yī)療設(shè)備?：CPAP呼吸機(jī)的無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)
2. ?工業(yè)自動(dòng)化?：小型機(jī)械臂關(guān)節(jié)控制
3. ?消費(fèi)電子?：相機(jī)云臺(tái)穩(wěn)定系統(tǒng)
4. ?家電應(yīng)用?：高效能風(fēng)扇/泵驅(qū)動(dòng)