DRV8850：低電壓H橋IC的卓越之選

在電子設備的設計中，電機驅動和電源管理是至關重要的環節。德州儀器（TI）的DRV8850低電壓H橋IC，憑借其集成的LDO穩壓器和出色的性能，為消費產品、玩具及其他低電壓或電池供電的運動控制應用提供了理想的解決方案。本文將深入探討DRV8850的特性、應用、詳細參數及設計要點。

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特性亮點

強大的驅動能力

DRV8850采用H橋電機驅動架構，能夠驅動直流電機、步進電機的一個繞組或其他負載。其MOSFET導通電阻低至65mΩ（HS + LS，4.2V，25°C），可提供5A的連續驅動電流和8A的峰值驅動電流，滿足多種負載的需求。

寬電壓范圍與保護機制

該器件的工作電源電壓范圍為2V至5.5V，適用于多種電池供電的應用場景。同時，它具備過壓和欠壓鎖定功能，以及低功耗睡眠模式，有效保護器件并降低功耗。

集成LDO穩壓器

內部集成的100mA隔離式低 dropout（LDO）穩壓器，可為微控制器或其他電路供電。即使在設備睡眠模式下，LDO穩壓器仍可保持工作，方便系統設計。

電流感應功能

通過內部電流感應和電流感應輸出（VPROPI），可實現對H橋電流的精確測量，監測范圍為500mA至5A。

應用領域

DRV8850適用于多種需要高啟動扭矩的電池供電應用，如個人衛生設備（電動牙刷、剃須刀）、玩具、遙控直升機和汽車以及機器人等。

詳細規格

絕對最大額定值

在使用DRV8850時，需注意其絕對最大額定值，如電源電壓（VCC）范圍為 -0.3V至7V，工作結溫范圍為 -40°C至150°C等。超出這些范圍可能會導致器件永久性損壞。

ESD額定值

該器件的人體模型（HBM）靜電放電額定值為±4000V，帶電設備模型（CDM）為±1500V，具備一定的靜電防護能力。

推薦工作條件

推薦的工作電源電壓為2V至5.5V，H橋連續輸出電流為0至5A，峰值輸出電流為0至8A，外部PWM頻率為0至50kHz，環境溫度范圍為 -40°C至85°C。

電氣特性

詳細的電氣特性包括電源電流、邏輯輸入電壓、H橋FET導通電阻、LDO穩壓器參數等。例如，在4.2V電源電壓下，LDO穩壓器和驅動器啟用時，VCC工作電源電流為2.9mA；HS FET導通電阻在25°C時為35mΩ至45mΩ，85°C時為49mΩ。

功能描述

整體架構

DRV8850集成了NMOS H橋、電流調節電路和各種保護電路，通過簡單的4引腳接口可單獨控制每個內部H橋FET。

電源管理

LDO穩壓器可獨立于nSLEEP引腳工作，方便在睡眠模式下為微控制器等設備供電。通過nSLEEP和LDOEN引腳的邏輯組合，可實現不同的工作模式，如睡眠模式、驅動器開啟LDO關閉模式等。

橋控制

每個FET由相應的輸入引腳控制，禁止同時開啟HS和LS FET，以避免短路。

電流感應

VPROPI引腳輸出與H橋電流成正比的模擬電流，但在快速衰減模式或低側慢速衰減模式下，可能無法準確代表H橋電流。

其他特性

通過連接SR引腳到地的外部電阻，可調整輸出的上升和下降時間；器件具備約100ns的模擬死區時間和一定的傳播延遲，這些特性受SR電阻設置的影響。

應用設計

典型應用

以驅動直流電機為例，需要根據電機的額定參數選擇合適的電源電壓和驅動電流。例如，設計中電源電壓為5.5V，LDO輸出電壓為3.2V，電機額定電流為2A。

電源供應建議

在電機驅動系統設計中，適當的本地大容量電容至關重要。電容的選擇需考慮電機系統的最高電流、電源的電容和供電能力、寄生電感、允許的電壓紋波等因素。

布局要點

布局時，應將大容量電容靠近電機驅動設備，以減小高電流路徑的距離；使用寬金屬走線和多個過孔連接PCB層，降低電感；將小值陶瓷電容靠近器件引腳；高電流輸出使用寬金屬走線；將器件的散熱焊盤焊接到PCB頂層接地平面，并通過多個過孔連接到底層大接地平面，以有效散熱。

總結

DRV8850作為一款集成度高、性能出色的低電壓H橋IC，為電子工程師在電機驅動和電源管理設計中提供了豐富的功能和便利。在實際應用中，需根據具體需求合理選擇參數，注意電源供應、布局和散熱等問題，以確保系統的穩定運行。你在使用DRV8850或類似器件時，遇到過哪些挑戰呢？歡迎在評論區分享你的經驗。