深入解析DRV8835：雙低壓H橋IC的卓越性能與應(yīng)用

在電子工程師的日常工作中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的選擇至關(guān)重要。今天我們要詳細(xì)探討的是德州儀器（TI）推出的DRV8835雙低壓H橋IC，它在眾多低電壓或電池供電的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中表現(xiàn)出色。

文件下載：drv8835.pdf

一、產(chǎn)品特性亮點(diǎn)

強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力

DRV8835是一款雙H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，能夠驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。其低MOSFET導(dǎo)通電阻（HS + LS 305 mΩ）使得在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中功率損耗更低。每個(gè)H橋最大驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)1.5 A，而且還可以將橋并聯(lián)以實(shí)現(xiàn)3 A的驅(qū)動(dòng)電流，為不同功率需求的電機(jī)提供了靈活的解決方案。

獨(dú)立的電源引腳設(shè)計(jì)

該芯片具有獨(dú)立的電機(jī)和邏輯電源引腳。電機(jī)工作電源電壓范圍為0 V至11 V，邏輯電源電壓范圍為2 V至7 V。這種設(shè)計(jì)允許電機(jī)和邏輯電路使用不同的電源，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾能力。

靈活的接口方式

支持靈活的PWM或PHASE/ENABLE接口，方便與各種控制器進(jìn)行連接。無(wú)論是采用PWM信號(hào)進(jìn)行速度控制，還是使用PHASE/ENABLE信號(hào)進(jìn)行方向和使能控制，DRV8835都能輕松應(yīng)對(duì)。

低功耗睡眠模式

具備低功耗睡眠模式，最大電源電流僅為95 nA。在系統(tǒng)不需要電機(jī)工作時(shí)，進(jìn)入睡眠模式可以大大降低功耗，延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間。

小巧的封裝形式

采用2.00 mm × 3.00 mm的WSON封裝，體積小巧，節(jié)省了電路板空間，適用于對(duì)空間要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

二、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛

DRV8835適用于多種電池供電的設(shè)備，如相機(jī)（包括DSLR鏡頭）、消費(fèi)產(chǎn)品、玩具、機(jī)器人和醫(yī)療設(shè)備等。在這些應(yīng)用中，它能夠?yàn)殡姍C(jī)提供穩(wěn)定可靠的驅(qū)動(dòng)，滿足不同設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制需求。

三、詳細(xì)技術(shù)解析

內(nèi)部結(jié)構(gòu)與工作原理

DRV8835內(nèi)部有兩個(gè)H橋驅(qū)動(dòng)器，每個(gè)H橋的輸出驅(qū)動(dòng)塊由N溝道功率MOSFET組成，通過(guò)內(nèi)部電荷泵產(chǎn)生柵極驅(qū)動(dòng)電壓。它可以驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正反轉(zhuǎn)和調(diào)速。

保護(hù)功能

芯片具備完善的保護(hù)功能，包括過(guò)流保護(hù)、短路保護(hù)、欠壓鎖定和過(guò)溫保護(hù)。當(dāng)出現(xiàn)過(guò)流情況時(shí)，模擬電流限制電路會(huì)限制通過(guò)FET的電流；如果過(guò)流持續(xù)時(shí)間超過(guò)設(shè)定值，H橋中的所有FET將被禁用，大約1 ms后自動(dòng)重新啟用。當(dāng)芯片溫度超過(guò)安全限制時(shí)，所有FET也會(huì)被禁用，直到溫度降至安全水平才恢復(fù)工作。

工作模式

有兩種控制模式可供選擇：IN/IN模式和PHASE/ENABLE模式。通過(guò)MODE引腳的電平來(lái)選擇不同的模式。在IN/IN模式下，根據(jù)輸入引腳的邏輯電平可以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)和滑行；在PHASE/ENABLE模式下，通過(guò)PHASE引腳控制電機(jī)方向，ENABLE引腳控制電機(jī)使能。

四、設(shè)計(jì)與應(yīng)用要點(diǎn)

電源供應(yīng)

在電源設(shè)計(jì)方面，需要注意VM和VCC引腳的旁路電容選擇。建議使用低ESR陶瓷旁路電容，VM和VCC引腳的電容值推薦為0.1 μF，并且要盡可能靠近引腳放置，以減少電源噪聲。同時(shí)，VM引腳還需要使用適當(dāng)?shù)拇笕萘侩娙葸M(jìn)行旁路，可選擇電解電容。

布局設(shè)計(jì)

布局時(shí)，VCC和VM引腳的旁路電容要靠近芯片引腳，使用粗走線連接。芯片的散熱也非常重要，其采用了外露焊盤來(lái)散熱，需要將焊盤與PCB上的銅層進(jìn)行熱連接。在多層PCB上，可以通過(guò)添加過(guò)孔將熱焊盤連接到接地層；在沒(méi)有內(nèi)部平面的PCB上，可以在PCB兩側(cè)增加銅面積來(lái)散熱。

熱管理

功率耗散主要由輸出FET的電阻決定。在設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到(R_{DS(on)})會(huì)隨溫度升高而增加，從而導(dǎo)致功率耗散增加?？梢酝ㄟ^(guò)計(jì)算功率耗散和熱阻來(lái)評(píng)估芯片的溫度，合理設(shè)計(jì)散熱措施，確保芯片在安全溫度范圍內(nèi)工作。

五、總結(jié)與思考

DRV8835以其強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)能力、靈活的接口方式、完善的保護(hù)功能和小巧的封裝形式，成為了低電壓或電池供電運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的理想選擇。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，我們需要根據(jù)具體的應(yīng)用需求，合理選擇電源供應(yīng)、布局設(shè)計(jì)和熱管理方案。大家在使用DRV8835的過(guò)程中，是否遇到過(guò)一些特殊的問(wèn)題呢？又是如何解決的呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)和見(jiàn)解。

希望這篇文章能幫助電子工程師們更好地了解和應(yīng)用DRV8835芯片，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中取得更好的成果。