DRV8308中文数据手册

Drv8308Drv8308 无刷直流电机控制器无刷直流电机控制器 1 1 特性特性 • 三相无刷直流电机控制器 – 具有可编程增益和滤波器的数字闭环速度控制 • 通过 10 至 130mA 可配置栅极驱动器驱动 6 个 N 沟道 MOSFET • 通过霍尔传感器实现换向 – 时序可提前/延迟 – 120° 或 180°正弦电流控制 – 通 过单输入控制电机转速 . • 工作电源电压范围：8.5V 至 32V • 灵活的配置方法 – 读取内部非易失性存储器 – 读取外部 EEPROM – 写入串行外设接口 (SPI) • 可配置的电机限流器 • 针对霍尔传感器的 5V 稳压器 • 低功耗待机模式 • 集成过流、过压和过热保护 2 2 应用应用 • 工业泵、风扇和阀门 • 白色家电 • 电动工具和草坪设备 • 打印机 3 3 说明说明 DRV8308 采用高级功能和一个简单的输入接口来 控制 传感器式无刷直流电机作为前 置驱动器，它可在 10mA 至 130mA 范围内配置电流以驱动 6 个外部 N 沟道 MOSFET 的 栅极，从而实现优异的开关特性。 3 个电机相位根据霍尔传感器输入进行换向。当电机达 到稳定速度后，DRV8308 控制 器可仅使用 1 个霍尔传 感器将传感器失配导致的抖动降至最少。霍尔信号驱动 时序可提 前或延迟 0.1% 以优化电源效率。可选 180° 换向模式可驱动通过电机的正弦电流，并最 大限度减少 可闻噪声和转矩波纹。电机峰值电流可通过调整感测电 阻进行控制。 DRV8308 控制器实现了闭环速度控制， 能够使电机在 较宽的负载转矩范围内以精准的 转速运转。此系统会将 FG 走线或霍尔传感器生成的电机速度与 CLKIN 引脚 的基准频率相 匹配。DRV8308 控制器也可利用占空比 命令（通过时钟或寄存器设置实现）来驱动电机开 环。 DRV8308 具备多重保护 特性， 增强了系统的稳健 性， 例如可处理并报告过流、 过压、 低压和过热等故障。 器件信息器件信息(1)(1) 7. 详细描述 7.1 概述 DRV8308 使用频率和方向输入接口以及来自电机的霍尔信号控制三相无刷直流电机。 用 10 伏 VGS 驱动 N 通道 mosfet,的栅极驱动器电流可从10 至 130 毫安进行配置。 速度输入有三种模式：时钟频率、时钟占空比 （脉冲宽度调制）和指定占空比的内部寄 存器。在时钟频率模式时钟频率模式下，设备的数字速度控制系统将电机速度与输入时钟频率相匹配。 电 机速度可以由霍尔传感器确定， 也可以由 FG 输入信号确定， FG 输入信号可以由感应磁阻的 电机下方的电路板轨迹产生。 速度控制系统提供极点和零频率的数字调谐和积分器增益。 当 正确调谐时，DRV8308 可以驱动循环抖动小于 0.1%的电机，并在不同负载下进行快速扭矩 补偿。占空比转速模式占空比转速模式在无速度控制的情况下开环运行。 当 DRV8308 设备通电时，配置寄存器从其内部的一次性可编程（OTP）非易失性存储器 或外部 EEPROM（取决于 SMODE 管脚）设置。通电后，配置寄存器可以通过SPI 实时设置， OTP 内存可以永久写入一次。 当 DRV8308 开始旋转电机时，它最初使用所有三个霍尔传感器相位进行交换。达到恒 定速度后，LOCKn管脚被拉低，仅使用一个霍尔传感器；此功能通过消除霍尔器件放置位置 和匹配度的非理想性引起的误差来减少抖动。 同时， 换相转换为正弦波电流驱动 （如果启用） ， 从而将噪声和转矩脉动降至最低。 为了获得最佳的性能和功率效率， 可以使用提前寄存器调 整换向定时。 多种保护电路可防止在恶劣条件下保护系统部件。 实时监控电机电压和电流、 栅极驱动 电压和电流以及设备温度。当有一项指标出现故障时，DRV8308 设备停止驱动并将FAULTn 管脚拉低，以防止 MOSFET 损坏或电机过热。 DRV8308 设备封装在一个紧凑的6×6-mm、40 针 QFN 中，引脚间距为 0.5-mm，并可 运行在-40°C 至 85°C 的工业环境温度范围内。 7.27.2 功能框图功能框图 7.37.3 特征描述特征描述 7.3.1 霍尔比较仪 提供三个比较器来处理来自霍尔传感 器的原始信号，从而对电机进行整流。霍 尔放大器检测差动输入的过零点，并将信 息传递给数字逻辑。霍尔放大器具有迟滞 特性，其检测阈值是以 0 为中心的范围。 其定义为如图 4 所示： 除了迟滞之外，霍尔输入还通过一个电路来消除，该电路在感测到有效过渡后20μs 内忽略任何额外的霍尔过渡。 这可以防止 PWM 噪声耦合到霍尔输入， 从而导致错误的换相。 如果过大的噪声仍然耦合到霍尔比较器输入端， 则可能需要在霍尔比较器的+和-输入端 之间以及（或）输入端和接地之间添加电容器。 霍尔输入端的 ESD 保护，通过一个到VREG 的二极管实现。由于这个二极管，霍尔输入 端的电压不会超过 VREG 电压。 由于 VREG 在待机模式下被禁用（启用-非激活），因此在待机模式下，霍尔输入不应由 外部电压驱动。如果霍尔传感器由 VREG 或 VSW 供电，则由 DRV8308 设备指定；但是，如 果霍尔传感器由外部供电，则应在 DRV8308 进入待机模式时禁用它们。此外，在启动电机 之前，应先通电，否则无效的霍尔状态可能会导致电机运行延迟。 7.3.27.3.2FGFG 放大器、比较器和放大器、比较器和 FGFG 输出输出 FG 放大器和比较器提供来自外部磁阻传感器的旋转反馈。一个FG 电路图如图 5 所示： FG 放大器的输出由管脚提供， 因此 FG 放大器的增益可以由用户设置。 过滤器也可以实 现电路。注意，注意，FGFG 信号也在内部反馈给速度控制电路。信号也在内部反馈给速度控制电路。 DRV8308 设备使用的 FG 信号可以从电机下的 PCB 轨迹生成，也可以是来自逻辑电平转 速计输入的输入，或者也可以从霍尔传感器转换（可通过寄存器FGSEL 设置选择）。如果由 霍尔转换产生，则产生的输出可以是三个霍尔传感器，或与霍尔U 输入相同，如图6 所示。 通过 FGSEL 寄存器位选择 FG 工作模式。FGOUT 引脚是一个开路漏极输出，需要外部上 拉电阻器连接到逻辑电源。 7.3.37.3.3 启用、重置和时钟生成（启用、重置和时钟生成（Enable, Reset, and Clock GenerationEnable, Reset, and Clock Generation）） EnableEnable 使能引脚用于启动和停止电机运行。ENABLE（启用）可编程为高电平有效或低 电平有效， 取决于 ENPOL 位的状态； 如果 ENPOL=0， 则 ENABLE 为高电平有效。 如果 ENPOL=1， 则启用引脚处于低电平有效。 ENABLE 的极性在操作过程中不能通过寄存器写入进行修改；它只能由 OTP 存储器中 ENPOL 位的内容控制。 当 ENABLE（启用）激活时，马达进入可操作状态。当 ENABLE 处于非激活状态时，速 度控制回路复位，电机根据BRKMOD 位的状态制动或滑行。电机停止旋转