特征

•4通道保護低側驅動器

–四個帶過電流保護的NMOS FET

–集成電感鉗位二極管

–并行接口

•DW封裝：1.5-A（單通道開啟）/800毫安（四通道開啟）每個通道的最大驅動電流（25°C時）

•PWP封裝：2-A（單通道開啟）/1-A（四通道開啟）每個通道的最大驅動電流（25°C，適當的PCB散熱）

•8.2-V至60-V工作電源電壓范圍

•表面貼裝組件

應用

•繼電器驅動器

•單極步進電機驅動器

•電磁閥驅動器

•一般低壓側開關應用

說明

DRV8803提供了一個帶過電流保護的4通道低壓側驅動器。它有內置二極管來鉗制感應負載產生的關斷瞬態，可以用來驅動單極步進電機、直流電機、繼電器、螺線管或其他負載。

在SOIC（DW）封裝中，DRV8803可在25°C下為每個通道提供高達1.5-A（一個通道打開）或800毫安（所有通道打開）的連續輸出電流。在HTSSOP（PWP）封裝中，它可以在25°C的溫度下為每個通道提供高達2-A（一個通道打開）或1-A（四個通道打開）的連續輸出電流，且PCB適當散熱。

該裝置通過一個簡單的并行接口進行控制。

提供過電流保護、短路保護、欠壓鎖定和過熱的內部關機功能，故障由故障輸出引腳指示。

DRV8803有20引腳熱增強型SOIC封裝和16引腳HTSSOP封裝（環保型：RoHS&no Sb/Br）。

設備信息

（1）、有關所有可用的軟件包，請參閱數據表末尾的訂購附錄。

簡化示意圖

典型特征

詳細說明

概述

DRV8803設備是一個集成的4通道低端驅動器解決方案，適用于任何低端交換機應用。集成過電流保護將電機電流限制在固定的最大值。四個邏輯輸入控制低端驅動器輸出，其中包括四個N通道mosfet，其典型RDS（on）為500 mΩ。一個單電源輸入VM用作設備電源，并在內部進行調節，為內部低壓門驅動器供電。電機速度可通過脈沖寬度調制在0 kHz到100 kHz之間進行控制。通過將nENBL引腳調高，可以禁用設備輸出。熱關機保護使設備能夠在模具溫度超過TTSD限制時自動關機。如果VM低于欠壓鎖定閾值，UVLO保護將禁用設備中的所有電路。

功能框圖

特性描述

輸出驅動器

DRV8803設備包含四個受保護的低端驅動器。每個輸出端都有一個集成的箝位二極管，連接到一個公共引腳VCLAMP。

VCLAMP可以連接到主電源電壓VM。VCLAMP也可以連接到齊納或TVS二極管到VM，允許開關電壓超過主電源電壓VM。當驅動需要快速電流衰減的負載時，這種連接是有益的，例如單極步進電機。

在所有情況下，輸出電壓不得超過最大輸出電壓規格。

保護電路

DRV8803設備具有充分的保護，可防止欠壓、過電流和過熱事件。

過流保護（OCP）

每個FET上的模擬電流限制電路通過移除柵極驅動來限制通過FET的電流。如果該模擬電流限值持續時間超過tOCP除泥時間（約3.5μs），驅動器將被禁用，nFAULT引腳將被驅動至低電平。駕駛員將在重試時間（約1.2毫秒）內保持禁用狀態，然后故障將自動清除。如果激活重置引腳或移除VM并重新應用，則故障將立即清除。

熱關機（TSD）

如果模具溫度超過安全限值，所有輸出FET將被禁用，并且nFAULT引腳將被驅動低。一旦模具溫度降至安全水平，操作將自動恢復。

欠壓鎖定（UVLO）

如果在任何時候VM引腳上的電壓低于欠壓鎖定閾值電壓，設備中的所有電路將被禁用，內部邏輯將被重置。當VM高于UVLO閾值時，操作將恢復。

設備功能模式

并行接口操作

DRV8803設備由一個簡單的并行接口控制。邏輯上，界面如圖6所示。

啟動和復位操作

nENBL引腳啟用或禁用輸出驅動器。nENBL必須較低才能啟用輸出。注意，nENBL有一個內部下拉列表。

當驅動高電平時，復位引腳復位內部邏輯。當復位激活時，所有輸入被忽略。注意RESET有一個內部下拉菜單。還提供了內部加電復位，因此不需要在通電時驅動復位。

應用與實施

注意

以下應用章節中的信息不是TI組件規范的一部分，TI不保證其準確性或完整性。TI的客戶負責確定組件的適用性。客戶應驗證和測試其設計實現，以確認系統功能。

申請信息

DRV8803裝置可用于驅動單極步進電機。

典型應用

設計要求

表1列出了該設計示例的設計參數。

詳細設計程序

電機電壓

使用的電機電壓取決于所選電機的額定值和所需的轉矩。更高的電壓縮短了步進電機線圈中的電流上升時間，允許電機產生更大的平均轉矩。使用更高的電壓也可以使電機以比較低電壓更快的速度運行。

驅動電流

電流路徑是從電源VM開始，通過感應繞組負載，和低側下沉NMOS功率FET。單溝NMOS功率FET的功耗損耗如式1所示。

在標準FR4 PCB上，DRV8803設備已被測量為1.5 A單通道或800 mA四通道，DW封裝和2-A單通道或1-A四通道，PWP封裝在25°C。最大均方根電流根據PCB設計和環境溫度而變化。

應用曲線

電源建議

本體電容

具有合適的局部體積電容是電機驅動系統設計的一個重要因素。一般來說，有更多的體積電容是有益的，但缺點是成本和物理尺寸增加。

所需的本地電容量取決于多種因素，包括：

•電機系統所需的最高電流。

•電源的電容和提供電流的能力。

•電源和電機系統之間的寄生電感量。

•可接受的電壓紋波。

•使用的電機類型（有刷直流、無刷直流、步進電機）。

•電機制動方法。

電源和電機驅動系統之間的電感會限制電源電流的變化率。如果局部大容量電容太小，系統將對過大的電流需求作出響應，或者隨著電壓的變化而從電機中卸載。當使用足夠的大容量電容時，電機電壓保持穩定，并能快速提供大電流。

電源和電機驅動系統之間的電感會限制電源電流的變化率。如果局部大容量電容太小，系統將對過大的電流需求作出響應，或者隨著電壓的變化而從電機中卸載。當使用足夠的大容量電容時，電機電壓保持穩定，并能快速提供大電流。

大容量電容器的額定電壓應高于工作電壓，以便在電機向電源傳輸能量時提供裕度。

布局

布局指南

大容量電容器的放置應盡量減少通過電機驅動裝置的大電流路徑的距離。連接金屬跡線寬度應盡可能寬，連接PCB層時應使用多個過孔。這些做法使電感最小化，并允許大容量電容器輸送高電流。

小容量電容器應該是陶瓷的，并且放置在離器件引腳很近的地方。

高電流設備輸出應使用寬金屬跡線。

設備熱墊應焊接到PCB頂層接地板上。應使用多個通孔連接到大型底層地平面。使用大金屬平面和多個通孔有助于消散器件中產生的I2×RDS（on）熱。

布局示例

熱考慮

熱保護

DRV8803設備具有如上所述的熱關機（TSD）。如果模具溫度超過約150°C，設備將被禁用，直到溫度降至安全水平。

設備進入TSD的任何趨勢都表明功率消耗過大、散熱不足或環境溫度過高。

功耗

DRV8803器件的功耗主要由輸出場效應管電阻（RDS（on））消耗的功率控制。運行靜態負載時，每個FET的平均功耗可通過方程式2粗略估計：

式中：

•P是一個FET的功耗

•RDS（ON）是每個FET的電阻

•IOUT等于負載所消耗的平均電流。

在啟動和故障條件下，該電流遠高于正常運行電流；考慮這些峰值電流及其持續時間。當同時驅動多個負載時，所有有效輸出級的功率必須相加。

裝置中可消耗的最大功率取決于環境溫度和散熱量。

注意RDS（on）隨著溫度的升高而增加，因此當設備加熱時，功耗也會增加。在確定散熱器尺寸時，必須考慮到這一點。

散熱

DRV8803DW封裝采用標準的SOIC外形，但中心引腳內部熔合在芯片墊上，以更有效地去除設備中的熱量。封裝每側的兩個中心引線應連接在一起，以盡可能大的銅面積，以消除設備的熱量。如果銅區在PCB的另一側，熱通孔用于在頂層和底層之間傳遞熱量。

一般來說，提供的銅面積越多，消耗的功率就越大。

DRV8803PWP包使用HTSSOP包和暴露的PowerPAD™. PowerPAD包使用暴露的焊盤來去除設備中的熱量。為了正確操作，該焊盤必須與PCB上的銅熱連接以散熱。在具有接地板的多層PCB上，這可以通過添加多個通孔來實現，以將熱墊連接到地平面。在沒有內部平面的PCB上，可以在PCB的任一側添加銅區域來散熱。如果銅區在PCB的另一側，熱通孔用于在頂層和底層之間傳遞熱量。

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