DRV8872直流电机驱动芯片简要的使用说明

(DRV8872)

一、能干什么

DRV8872主要用于直流电机的驱动。它有两个输入端子，控制一个BDC(直流电机)的工作。同时，它还能通过在ISEN引脚外接电阻控制流过电机的电流；通过nFAULT引脚输出错误信息给单片机。

二、引脚说明

(DRV8872引脚图)

1、GND：接地引脚。

2、IN2：逻辑输入端，控制H桥的输出，带有下拉电阻。

3、IN1：逻辑输入端，控制H桥的输出，带有下拉电阻。

4、nFAULT：错误信息输出端，要连接到上拉电阻，低电平意味着有VM过低压,过电流或者过热的问题。

5、VM：芯片供电口，支持6.5V-45V的供电，要连接两个个旁路电容（一个小的约0.1μF，另一个是大的bulk电容，其大小正比例于输入电压）。

6、OUT1：H桥输出，直接接到电机。

7、ISEN：如果要使用ISEN控制电机的电流，就串一个电阻到地。不用就直接接地。

8、OUT2：H桥输出，直接接到电机。

9、Thermal PAD(散热盘)：位于芯片肚子，直接焊在地来散热。

三、主要参数

基本参数

VM供电电压：6.5V-45V
输出电机的峰值电流：3.6A
尺寸：4.9×6 mm
ISEN引脚的输出电压：0.32-0.38V(所以该引脚的原理是输出一定的电压，再检测经过的电流)
能输入的最大PWM占空比：100％

三、使用方法

低功耗睡眠:向两个输入端输入低电平。
控制电机：
- PWM控制转速:，即向IN1、IN2输入PWM信号，根据占空比改变电机的转速在使用ISEN控制电流时，会使用驱动芯片的全部性能，电机的电流会尽可能接近使用ISEB的设定值。不使用ISEN控制电流时，可以向电机输出最大峰值电流*（3.6A）*,但是如果超过了3.6A,芯片就会触发保护措施停止工作。
  
  一般来说，在驱动*（Drive）和刹车（Brake）*模式下切换效果最好。即如果要正转，第一阶段IN1=1，IN2=0;第二阶段IN1=1,IN2=1。总而言之，就是一个引脚输入PWM信号，二另一个引脚一直输入高而不是低。
- 不带电流控制的PWM:
- 静态输入模式：就是将IN1一直输入高，IN2一直输入低*（或反过来）*。这时可以使用ISEN来控制电机的电流以控制其转速。
- VM控制模式：就是用VM的供电电压来控制电机转速，输入电压越高，电机会转得越快。但也会使电机的电流变得更不稳定。
输出电流控制：在ISEN引脚串联一个采样电阻R到地，ISEN引脚会输出一个电压*（约0.35V）*。Output输出的电流的最大值就是ISEN引脚输出电压除以R的电流值，无论外部力矩是多少，电流的最大值都不变。
- 采样电阻R的选择：
  - ①必须为贴片电阻
  - ②自感系数低
  - ③额定功率高
  - ④要尽可能地靠近驱动芯片

四、相关数值计算

输出最大电流：

ITRIP(A)=VTRIP(V)RISEN(Ω)=0.35(V)RISEN(Ω)I_{TRIP}(A)=\frac{V_{TRIP}(V)}{R_{ISEN}(Ω)}=\frac{0.35(V)}{R_{ISEN}(Ω)} ITRIP(A)=RISEN(Ω)VTRIP(V)=RISEN(Ω)0.35(V)

功耗：

Power≈IRMS2×(HIgh−sideRDS(ON)+Low−sideRDS(ON))Power \approx I_{RMS}^2 \times(HIgh-side R_{DS(ON)}+Low-side R_{DS(ON)}) Power≈IRMS2×(HIgh−sideRDS(ON)+Low−sideRDS(ON))

MOS管导通电阻值详见数据手册

五、PCB注意点

VM供电的线尽量宽。
小电容最好是陶瓷的，贴近引脚摆放。
ISEN采样电阻（必须是贴片电阻）也最好贴近引脚摆放，而且因为是采样电阻，所以阻值应尽量小。
输出口的导线尽可能宽。
散热盘要焊在板子的地平面上散热。
bulk电容(图中带圆圈的电容)的作用是缩短高电流通路的长度(图中红线是大电流的走向，右边的地平面是在板子背面连接起来的)。同时像图中这样布局还可以分隔大功率和小功率部分，让两边互不干扰。

参考资料：https://www.ti.com.cn/product/cn/DRV8872?keyMatch=DRV8872&tisearch=search-everything&usecase=GPN#tech-docs