DRV8308-中文數(shù)據(jù)手冊-

Drv8308無刷直流電機(jī)控制器

1特性

?三相無刷直流電機(jī)控制器-具有可編程增益和濾波器的數(shù)字閉環(huán)速度控制

?通過10至130mA可配置柵極驅(qū)動器驅(qū)動6個(gè)N溝道MOSFET

?通過霍爾傳感器實(shí)現(xiàn)換向-時(shí)序可提前/延遲-120°或180°正弦電流控制-通

過單輸入控制電機(jī)轉(zhuǎn)速.

?工作電源電壓范圍：8.5V至32V

?靈活的配置方法-讀取內(nèi)部非易失性存儲器-讀取外部EEPROM

-寫入串行外設(shè)接口(SPI)

?可配置的電機(jī)限流器

?針對霍爾傳感器的5V穩(wěn)壓器

?低功耗待機(jī)模式

?集成過流、過壓和過熱保護(hù)

2應(yīng)用

?工業(yè)泵、風(fēng)扇和閥門

?白色家電

?電動工具和草坪設(shè)備

?打印機(jī)

3說明

DRV8308采用高級功能和一個(gè)簡單的輸入接口來控制傳感器式無刷直流電機(jī)作為前

置驅(qū)動器，它可在10mA至130mA范圍內(nèi)配置電流以驅(qū)動6個(gè)外部N溝道MOSFET的

柵極，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的開關(guān)特性。

3個(gè)電機(jī)相位根據(jù)霍爾傳感器輸入進(jìn)行換向。當(dāng)電機(jī)達(dá)到穩(wěn)定速度后，DRV8308控制

器可僅使用1個(gè)霍爾傳感器將傳感器失配導(dǎo)致的抖動降至最少?；魻栃盘栻?qū)動時(shí)序可提

前或延遲0.1%以優(yōu)化電源效率。可選180°換向模式可驅(qū)動通過電機(jī)的正弦電流，并最

大限度減少可聞噪聲和轉(zhuǎn)矩波紋。電機(jī)峰值電流可通過調(diào)整感測電阻進(jìn)行控制。

DRV8308控制器實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)速度控制，能夠使電機(jī)在較寬的負(fù)載轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)以精準(zhǔn)的

轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。此系統(tǒng)會將FG走線或霍爾傳感器生成的電機(jī)速度與CLKIN引腳的基準(zhǔn)頻率相

匹配。DRV8308控制器也可利用占空比命令(通過時(shí)鐘或寄存器設(shè)置實(shí)現(xiàn))來驅(qū)動電機(jī)開

環(huán)。

DRV8308具備多重保護(hù)特性，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)健性，例如可處理并報(bào)告過流、過壓、

低壓和過熱等故障。

器件信息⑴

器件型號封裝封裝尺寸(標(biāo)稱值)

DRV8308VQFN(40)6.00mmx6.00mm

(1)如需了解所有可用封裝，請參閱數(shù)據(jù)表末尾的可訂購產(chǎn)品附

錄。

簡化的原理圖

7.詳細(xì)描述

7.1概述

DRV8308使用頻率和方向輸入接口以及來自電機(jī)的霍爾信號控制三相無刷直流電機(jī)。用

10伏VGS驅(qū)動N通道m(xù)osfet,的柵極驅(qū)動器電流可從10至130毫安進(jìn)行配置。

速度輸入有三種模式：時(shí)鐘頻率、時(shí)鐘占空比（脈沖寬度調(diào)制）和指定占空比的內(nèi)部寄

存器。在時(shí)鐘頻率模式下，設(shè)備的數(shù)字速度控制系統(tǒng)將電機(jī)速度與輸入時(shí)鐘頻率相匹配。電

機(jī)速度可以由霍爾傳感器確定，也可以由FG輸入信號確定，F(xiàn)G輸入信號可以由感應(yīng)磁阻的

電機(jī)下方的電路板軌跡產(chǎn)生。速度控制系統(tǒng)提供極點(diǎn)和零頻率的數(shù)字調(diào)諧和積分器增益。當(dāng)

正確調(diào)諧時(shí)，DRV8308可以驅(qū)動循環(huán)抖動小于0.1%的電機(jī)，并在不同負(fù)載下進(jìn)行快速扭矩

補(bǔ)償?占空比轉(zhuǎn)速模式在無速度控制的情況下開環(huán)運(yùn)行。

當(dāng)DRV8308設(shè)備通電時(shí)，配置寄存器從其內(nèi)部的一次性可編程（OTP）非易失性存儲器

或外部EEPROM（取決于SMODE管腳）設(shè)置。通電后，配置寄存器可以通過SPI實(shí)時(shí)設(shè)置，

OTP內(nèi)存可以永久寫入一次。

當(dāng)DRV8308開始旋轉(zhuǎn)電機(jī)時(shí)，它最初使用所有三個(gè)霍爾傳感器相位進(jìn)行交換。達(dá)到恒

定速度后，LOCKn管腳被拉低，僅使用一個(gè)霍爾傳感器；此功能通過消除霍爾器件放置位置

和匹配度的非理想性引起的誤差來減少抖動。同時(shí)，換相轉(zhuǎn)換為正弦波電流驅(qū)動（如果啟用）,

從而將噪聲和轉(zhuǎn)矩脈動降至最低。為了獲得最佳的性能和功率效率，可以使用提前寄存器調(diào)

整換向定時(shí)。

多種保護(hù)電路可防止在惡劣條件下保護(hù)系統(tǒng)部件。實(shí)時(shí)監(jiān)控電機(jī)電壓和電流、柵極驅(qū)動

電壓和電流以及設(shè)備溫度。當(dāng)有一項(xiàng)指標(biāo)出現(xiàn)故障時(shí)，DRV8308設(shè)備停止驅(qū)動并將FAULTn

管腳拉低，以防止MOSFET損壞或電機(jī)過熱。

DRV8308設(shè)備封裝在一個(gè)緊湊的6X6-mm、40針QFN中,引腳間距為0.5-mm,并可

運(yùn)行在-40°C至85°C的工業(yè)環(huán)境溫度范圍內(nèi)。

7.2功能框圖

Power

Charge

Rjmp

VCP

工

11及Lin^n,

\Regiiatar|VHSG

PhaseV

JS-VLinaarIp??dmcr

1Reggtr]

VLSG

軍15V12,

LReggio，PhaseW

p<e*^iver

A

CLKM

DM26可

Control

BRAKE

Inputs

ENABLE

RESET

FGINP

Outputs

FGOUT27

FGInput

LOCXnE1

F^JLTn

三UHP

工Op-

UHN丁

MonArvig|

SCLK<

VW

SOATA1Optional

<V1

SCSSPI

SDATAOWHP

工Optanal

一二?二］J：LT

SMOOE3<3WHNT

7.3特征描述

7.3.1霍爾比較儀

提供三個(gè)比較器來處理來自霍爾傳感

器的原始信號，從而對電機(jī)進(jìn)行整流。霍

爾放大器檢測差動輸入的過零點(diǎn)，并將信

息傳遞給數(shù)字邏輯?；魻柗糯笃骶哂羞t滯

特性，其檢測閾值是以0為中心的范圍。

其定義為如圖4所示：

Figure4.HallAmplifierHysteresis

除了遲滯之外，霍爾輸入還通過一個(gè)電路來消除，該電路在感測到有效過渡后2011s

內(nèi)忽略任何額外的霍爾過渡。這可以防止PWM噪聲耦合到霍爾輸入，從而導(dǎo)致錯(cuò)誤的換相。

如果過大的噪聲仍然耦合到霍爾比較器輸入端，則可能需要在霍爾比較器的+和-輸入端

之間以及（或）輸入端和接地之間添加電容器。

霍爾輸入端的ESD保護(hù)，通過一個(gè)到VREG的二極管實(shí)現(xiàn)。由于這個(gè)二極管，霍爾輸入

端的電壓不會超過VREG電壓。

由于VREG在待機(jī)模式下被禁用（啟用-非激活），因此在待機(jī)模式下，霍爾輸入不應(yīng)由

外部電壓驅(qū)動。如果霍爾傳感器由VREG或VSW供電，則由DRV8308設(shè)備指定；但是，如

果霍爾傳感器由外部供電，則應(yīng)在DRV8308進(jìn)入待機(jī)模式時(shí)禁用它們。此外，在啟動電機(jī)

之前，應(yīng)先通電，否則無效的霍爾狀態(tài)可能會導(dǎo)致電機(jī)運(yùn)行延遲。

7.3.2FG放大器、比較器和FG輸出

FG放大器和比較器提供來自外部磁阻傳感器的旋轉(zhuǎn)反饋。一個(gè)FG電路圖如圖5所示：

FG放大器的輸出由管腳提供，因此FG放大器的增益可以由用戶設(shè)置。過濾器也可以實(shí)

現(xiàn)電路。注意，F(xiàn)G信號也在內(nèi)部反饋給速度控制電路。

DRV8308設(shè)備使用的FG信號可以從電機(jī)下的PCB軌跡生成，也可以是來自邏輯電平轉(zhuǎn)

速計(jì)輸入的輸入，或者也可以從霍爾傳感器轉(zhuǎn)換（可通過寄存器FGSEL設(shè)置選擇）。如果由

霍爾轉(zhuǎn)換產(chǎn)生，則產(chǎn)生的輸出可以是三個(gè)霍爾傳感器，或與霍爾U輸入相同，如圖6所示。

通過FGSEL寄存器位選擇FG工作模式。FGOUT引腳是一個(gè)開路漏極輸出，需要外部上

拉電阻器連接到邏輯電源。

HALL_UJ

HALL_V-|||||

HALL_W||-

FGFBW/VVVVVVVVVVVVVVVVVb

tach_n_n_n_n_n_r

FGOUTM瑞戈;_rq_o_r-L_r-L

FGO^^SSirLnjuwLnjwu

「Gw*靄就JWI皿皿nnnnnn則

Figure6.

7.3.3啟用、重置和時(shí)鐘生成（Enable,Reset,andClockGeneration）

Enable使能引腳用于啟動和停止電機(jī)運(yùn)行。ENABLE（啟用）可編程為高電平有效或低

電平有效，取決于ENPOL位的狀態(tài)；如果ENPOL=0,則ENABLE為高電平有效。如果ENPOL=1,

則啟用引腳處于低電平有效。

ENABLE的極性在操作過程中不能通過寄存器寫入進(jìn)行修改；它只能由OTP存儲器中

ENPOL位的內(nèi)容控制。

當(dāng)ENABLE（啟用）激活時(shí)，馬達(dá)進(jìn)入可操作狀態(tài)。當(dāng)ENABLE處于非激活狀態(tài)時(shí)，速

度控制回路復(fù)位，電機(jī)根據(jù)BRKMOD位的狀態(tài)制動或滑行。電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)后（當(dāng)FGOUT引

腳在1S內(nèi)沒有發(fā)生轉(zhuǎn)換時(shí)），DRV8308設(shè)備進(jìn)入低功耗待機(jī)狀態(tài)。在待機(jī)狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)

動電路被禁用（所有柵極驅(qū)動輸出低電平，因此場效應(yīng)管處于高阻抗?fàn)顟B(tài)），柵極驅(qū)動調(diào)節(jié)

器和電荷泵被禁用，VREG調(diào)節(jié)器和VSW電源開關(guān)被禁用，所有模擬電路被置于低功率狀態(tài)。

設(shè)備中的數(shù)字電路仍在待機(jī)模式下工作。

所有內(nèi)部邏輯以三種不同的方式復(fù)位：

1.當(dāng)設(shè)備通電時(shí)。

2.當(dāng)VM降到VRESET以下時(shí)。

3.當(dāng)激活ENABLE時(shí)，復(fù)位引腳輸入高電平。

如果在ENABLE處于非活動狀態(tài)時(shí)RESET高，則寄存器讀取為1。如果不需要復(fù)位管腳,

它可以連接到GND。在判斷過程中，復(fù)位輸入用10微秒計(jì)時(shí)器進(jìn)行解除鎖定。

內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器為DRV8308內(nèi)所有設(shè)備提供時(shí)鐘。主振蕩器的頻率為100MHz。

該時(shí)鐘被劃分為一個(gè)標(biāo)稱50MHz頻率，該頻率對數(shù)字邏輯電路提供時(shí)鐘。

7.3.4換相

對于三相無刷直流電動機(jī)，轉(zhuǎn)子位置反饋來自安裝在電動機(jī)上的霍爾效應(yīng)傳感器。這些

傳感器提供三個(gè)重疊信號，每個(gè)信號間隔60°。三個(gè)繞組根據(jù)霍爾傳感器的信號依次通電,

從而使電機(jī)轉(zhuǎn)動。

除了霍爾傳感器輸入外，換向還受到方向控制的影響，方向控制通過反轉(zhuǎn)換向順序來改

變運(yùn)動方向。換向方向由DIRPOL寄存器位和DIR輸入引腳的狀態(tài)控制。DIRPOL寄存器位、

DIR引腳以及轉(zhuǎn)向的異或邏輯關(guān)系，如下表：

Table1.DirectionBehavior

DIRPINDIRPOLREGISTERBITRESULTINGDIRFOR

COMMUTATION

000

011

101

110

如果正在電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，改變指令方向，則可能導(dǎo)致輸出電流過大。

DRV8308設(shè)備支持三種換相模式：使用三個(gè)霍爾傳感器的標(biāo)準(zhǔn)120。換相，使用單個(gè)霍

爾傳感器的120°換相和180°正弦波驅(qū)動換相。

在標(biāo)準(zhǔn)120。換相中，霍爾傳感器的錯(cuò)誤定位會導(dǎo)致電機(jī)噪聲、振動和轉(zhuǎn)矩脈動。采用

單霍爾傳感器的120。換相（單霍爾換向）可以改善電機(jī)的轉(zhuǎn)矩脈動和振動，因?yàn)樗灰蕾?/p>

于一個(gè)霍爾邊緣進(jìn)行定時(shí)。

180°正弦波驅(qū)動換相更加先進(jìn)，它以一種向每個(gè)繞組提供接近正弦波電流的波形激勵(lì)

繞組?

7.3.4.1標(biāo)準(zhǔn)3霍爾120°換相

在標(biāo)準(zhǔn)120°換相中，電機(jī)相位通過基于所有三個(gè)霍爾傳感器輸入的簡單組合邏輯通

電。標(biāo)準(zhǔn)120°換向符合表2、圖7和圖8：

Table2.Standard120°Commutation

HALLINPUTSPRE-DRIVEOUTPUTS

STATEDIR-1DIR-0PHASEUPHASEVPHASEW

U-HV_HW_HU_HV.HW_HU.HSGATEU_LSGATEV.HSGATEV_LSGATEW_HSGATEW_LSGATE

1LLHHHLLLPWML/!PV^mLH

2LHHHLLPWML/IPWM<21LLLH

3LHLHLHPWML/!PWM{2>LHLL

4HHLLLHLLLHPWMLI

5HLLLHHLHLLPWM

6HLHLHLLHPWML/tPWM(2'LL

1XHHHLLLLLLLLL

2XLLLHHHLLLLLL

（1）如果正輸入引腳電壓高于負(fù)輸入引腳電壓，霍爾傳感器為“H"。狀態(tài)IX和2X是非法的輸入組合。

（2）在相位UIPWM信號驅(qū)動的狀態(tài)下，使用異步整流，LS門被延遲（L）:使用同步整流，LS門由HS門的逆驅(qū)動。

Standard120,Commutation(DIR■1)

Standard120*Commutat>on(DIR=0)

State

State

HaRU

HalU

HallVHallV

HallWHallW

PhaseUHSPhaseUHS

PhaseULSPhaseULS

PhaseVHSPhaseVHS

PhaseVLSPhaseVLS

PhaseWHSPhaseWHS

PhaseWLSPhaseWLS

Figure7.Standard120°Commutation(DIR■1)Figure8.Standard120*Commutation(DIR=0)

73.4.2單霍爾120°換相

為了產(chǎn)生用于單霍爾換流的換流定時(shí)，使用數(shù)字定時(shí)器來產(chǎn)生以960X霍爾傳感器頻率

運(yùn)行的時(shí)鐘。只有一個(gè)霍爾傳感器輸入，霍爾U,用于換相；這消除了由單個(gè)霍爾傳感器的

機(jī)械或電氣偏移引起的任何轉(zhuǎn)矩脈動。

只有當(dāng)寄存器BASIC=O且電機(jī)在接近恒定速度或速度鎖定條件下運(yùn)行時(shí)，才啟用單霍爾

換向。為了控制這個(gè)功能，當(dāng)速度是達(dá)到恒定并且速度控制回路被鎖定時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)邏輯。

這個(gè)邏輯產(chǎn)生LOCK信號。LOCK信號也在LOCKn管腳上輸出。

除了在PWM輸入模式下，如果速度控制回路積分器飽和（0或滿標(biāo)度），也會防止發(fā)

出鎖定信號，這表示速度控制回路未鎖定。

直到LOCK激活（例如，在啟動、停止或施加導(dǎo)致電機(jī)速度迅速下降的突然負(fù)載時(shí)），

使用標(biāo)準(zhǔn)120。換向。因此，需要三個(gè)霍爾傳感器，不管使用哪種換相方法。

換向定時(shí)器驅(qū)動一個(gè)計(jì)數(shù)器，該計(jì)數(shù)器可以用ADVANCE寄存器中編程的值進(jìn)行偏移。

該值允許換相相位相對于實(shí)際霍爾傳感器轉(zhuǎn)換發(fā)生偏移。注意，在標(biāo)準(zhǔn)120°換向中，相位

提前不起作用。相位提前也有一個(gè)自動模式，其中提前值根據(jù)電機(jī)速度縮放（見自動增益和

提前補(bǔ)償）。

120°單霍爾換向的定時(shí)與前面所示的標(biāo)準(zhǔn)120°換向基本相同。但是，轉(zhuǎn)換發(fā)生的時(shí)

間有很小的時(shí)間差異。

73.4.3180°正弦波驅(qū)動換向

180°正弦波驅(qū)動換向使用單個(gè)霍爾傳感器生成換向定時(shí)，如1200單霍爾換向所述。

此外，換向定時(shí)器的值根據(jù)一個(gè)固定模式調(diào)節(jié)輸出的占空比，使通過繞組的電流近似于的正

弦。

換向器的輸出是每個(gè)電機(jī)相位（U、V和W）的12位調(diào)制值，表示每個(gè)輸出的PWM占

空比調(diào)制。注意，在120。換向期間，這些值要么為0,要么設(shè)置為從MOD120寄存器導(dǎo)出

的恒定值。

使用正弦模式時(shí)，MOD120應(yīng)設(shè)置為3970。

Modulationvalue

D2—

Figure9.180°Sine-Wave-DriveCommutation

在180。正弦波驅(qū)動換相過程中，換相躍遷發(fā)生在霍爾躍遷的中間。調(diào)制PWM占空比

以提供正弦電流波形。換相（所示為異步整流）符合下表和圖表。請注意，圖中顯示的是占

空比，而不是PWM狀態(tài)的電平。

TaM3.CommuUtionforAtyndironoutRectification'"

MMA(WVWVB

?1ATIN-?RUM.

▼

?..N.MCMMi/wv*一t■

?M.M1.配MM1MMN

9NtH.RM1I.RMB

4N1.LLRM1LRRMB

*M.CftM.,1,mt

*NM1?Mt.

MMNLLLL1LLII.

IN.1NNLL*

（l）如果正輸入引腳電壓高于負(fù)輸入引腳電壓，霍爾傳感器為“H"。狀態(tài)IX和2X是非法的輸入組合。

（2）在相位由PWM信號驅(qū)動的狀態(tài)下，使用異步整流，LS門被延遲（L）；使用同步整流，LS門由HS門的逆驅(qū)動。

180,Sin?Commutation(DIR=0)

1800SineCommutaton(DIR=1)

aa，e1112131415!61121314151611I

-；；1I：I1"；1I；u

皿」二L；二.」「Li」」

-------------------111--------------------1---------111i---------1----------

HailW||||,||||||I

11111111111111

—川加mniii郵

PhaseULS|(1)j'|0)|[⑴j

p*v除nniMii__QMnnninn刪ii

PhaseVLS(1)1⑴

PhaseWHS

PhaseWLS

(i)LowfoeAsyncnRectification.InvertedHSSignalforSyncRectification

Figure10.180°SineCommutation(DIR=1)Figure11.180°SineCommutation(DIR■0)

7.3.5換相邏輯框圖

換相邏輯的框圖如圖12所示

Lock00toetLogic

Figure12.CommutationLogic

7.3.6換相參數(shù)

許多換相參數(shù)可通過通過串行接口訪問的寄存器進(jìn)行編程，包括：

?ADVANCE--換相相對于霍爾傳感器轉(zhuǎn)換提前（或延遲）8位。換相時(shí)鐘的單位是如60的

霍爾期間。注意，相位超前僅適用于單霍爾換流模式。自動進(jìn)相補(bǔ)償模式也可以通過自動進(jìn)

位啟用（有關(guān)詳細(xì)信息，請參閱自動增益和進(jìn)位補(bǔ)償）。

?DELAY-如果設(shè)置了，則相對于霍爾轉(zhuǎn)換延遲交換；如果清除，則相對于霍爾轉(zhuǎn)換提前交

換。

?BASIC—如果設(shè)置，換向是基本的120°3霍爾模式（在ADVANCE沒有設(shè)置的）

?ENSINE--ENSINE位設(shè)置后，選擇180°正弦換向。BASIC位也必須是0。

?HALLRST-HALLRST設(shè)置每個(gè)換相計(jì)數(shù)器復(fù)位通過的HALL_U周期數(shù)。換言之，換相計(jì)數(shù)器

每N個(gè)HALL_U霍爾邊緣重置一次?？捎玫倪x項(xiàng)有1、2、4和8。

?MINSPD-設(shè)置LOCK被置位的最小HALL_U周期數(shù)。8位字段表示2.56ms/計(jì)數(shù)，最大值為

652.8mso

?SPDREVS—SPDREVS用于設(shè)置，在滿足MINSPD和SPEEDTH標(biāo)準(zhǔn)后，LOCK被置位所需的

最小HALL_U霍爾周期數(shù)。

?SPEEDTH--設(shè)置在保持LOCK設(shè)置的情況下，允許最大速度變化量，速度由HALLJJ提供。

此3位字段設(shè)置通過更改可編程分頻器所允許的百分比變化。支持皿、述、1/16、32、%4、

皿28、以56和1/512的除法。這些因子分別對應(yīng)于25%、12.5%、6.25%、3.13%、1.56%、

0.78%、0.39%和0.20%的每轉(zhuǎn)變化。

?SPEED…在內(nèi)部寄存器脈寬調(diào)制模式下，SPEED除以4095用于設(shè)置輸入占空比。在時(shí)鐘頻

率模式下，SPEED用于設(shè)置在鎖定變低之前的自旋上升期間的開環(huán)增益。

下圖顯示了鎖參數(shù)（MINSPD、SPEEDTH和SPDREV）如何影響換向模式。

Commutation

120°Commutation180°Commutation120180

TableOutput

Figure13.CommutationParameters

7.3.7制動

電機(jī)制動可由BRKPOL寄存器位和BRAKEPin啟動。BRKPOL寄存器位也可對BRAKEPin

的極性進(jìn)行編程，BRKPOL與BRAKEPin的異或組合功能如下：

Table4.BrakeBehavior

BRAKEPINBRKPOLREGISTERRESULTING

BITFUNCTION

00Notbrake

01Brake

10Brake

11Notbrake

當(dāng)電機(jī)制動時(shí)，所有低壓側(cè)驅(qū)動器保持在接通狀態(tài)，導(dǎo)致所有低壓側(cè)FET接通，積分器

復(fù)位為Oo

此外，當(dāng)ENABLE處于非活動狀態(tài)時(shí)，也可以進(jìn)行制動。此時(shí)，BRKMOD控制輸出的行

為。如果BRKMOD=0,則輸出為3狀態(tài)，導(dǎo)致電機(jī)滑行；如果BRKMOD=1,則所有低側(cè)FET

均打開，導(dǎo)致電機(jī)制動。

Table5.BRKMOD

BRKMOD=0BRKMOD=1

COASTBRAKE

RESET=1CoastBrake

BRAKE=activeBrakeBrake

ENABLE=inactiveCoastBrake

DIRCoastBrake

ClockoffBrakeBrake

PowerdownCoastBrake

7.3.8輸出前置驅(qū)動器

每個(gè)相位的輸出驅(qū)動器由N溝道和P溝道MOSFET器件組成，它們被布置成CMOS緩

沖器.它們被設(shè)計(jì)成直接驅(qū)動外部N通道功率mosfet的柵極。

輸出可以提供同步或異步整流。在異步整流中，只有高側(cè)場效應(yīng)管通過PWM信號打開

和關(guān)閉；電流通過外部二極管或外部場效應(yīng)管的體二極管再循環(huán)。在同步整流中，當(dāng)高邊被

關(guān)斷時(shí)，低邊FET被打開。

使用SYNRECT控制位啟用或禁用同步校正。當(dāng)設(shè)置為1時(shí)，使用同步整流。一般來說,

同步整流的結(jié)果是更好的速度控制和更高的效率。

每當(dāng)來自PWM發(fā)生器的信號使U_PD輸出高時(shí)，致使高壓側(cè)柵極驅(qū)動輸出UHSG被驅(qū)

動到VCP。來自換向邏輯的使能信號U_HS激活，而且電流限制（VLIMITER）不被激活，如

果高壓側(cè)場效應(yīng)管打開并且發(fā)生電流限制事件，高壓側(cè)場效應(yīng)管將立即關(guān)閉，直到下一個(gè)脈

沖寬度調(diào)制周期。

當(dāng)內(nèi)部信號U_LS高時(shí)，或當(dāng)同步激活且UHSG為低時(shí)，低壓側(cè)柵極驅(qū)動ULSG被驅(qū)動至

VMo

HSdrive

通過設(shè)置IDRIVE寄存器位，可以調(diào)整前置驅(qū)動器的峰值驅(qū)動電流。峰值驅(qū)動電流可設(shè)

置在10至130毫安之間。調(diào)整峰值電流會改變輸出轉(zhuǎn)換率，這也取決于FET的輸入電容和

柵極電荷。

當(dāng)改變輸出狀態(tài)時(shí)，峰值電流會在短時(shí)間內(nèi)（tDRIVE）被施加，以對柵極電容充電。此時(shí)

間通過設(shè)置TDRIVE寄存器位來選擇?？蛇x擇1、5、10或15微秒的時(shí)間。在此之后，使用

弱電流源將柵極保持在所需狀態(tài)。當(dāng)為一個(gè)給定的外部場效應(yīng)晶體管選擇柵極驅(qū)動強(qiáng)度時(shí)，

選擇的電流必須足夠高，以便在以全電流驅(qū)動的時(shí)間內(nèi)對柵極進(jìn)行完全充電和放電，或者場

效應(yīng)晶體管中沒有過大的功率。

在高側(cè)通電期間，低側(cè)柵極保持以低阻抗連接到低電平。這可以防止低邊場效應(yīng)管的柵

源電容引起導(dǎo)通。類似地，在低側(cè)接通期間，高側(cè)柵極被保持以低阻抗連接到低電平。

預(yù)驅(qū)動電路包括在模擬電路中強(qiáng)制執(zhí)行死區(qū)時(shí)間，以防止高側(cè)和低側(cè)FET同時(shí)導(dǎo)通。通

過設(shè)置DTIME寄存器位，可以增加額外的死區(qū)時(shí)間（在數(shù)字邏輯中）。

7.3.9電流限制

如果檢測到低壓側(cè)檢測電阻器上的電壓超過VuMITER,則電流限制電路激活。此功能將電

機(jī)電流限制在小于VUMITER/R出ENSE，并降低了外部電源的要求。注意，在脈沖寬度調(diào)制信號激

活一段短的閃爍時(shí)間后，立即忽略電流限制電路，以防止電流限制電路誤跳閘。

如果電流限制激活，高壓側(cè)FET將被禁用，直到下一個(gè)脈沖寬度調(diào)制周期開始。如果在

電流限制激活時(shí)啟用同步整流，則低側(cè)FET激活，而高側(cè)FET禁用。

7.3.10升壓泵

由于輸出級使用N通道fet,因此需要高于VM電源的柵極驅(qū)動電壓來完全增強(qiáng)高側(cè)fet。

DRV8308設(shè)備集成了一個(gè)電荷泵電路，該電路為此產(chǎn)生的電壓比VM電源高出約10V。

電荷泵需要兩個(gè)外部電容器才能工作。有關(guān)這些電容器的詳細(xì)信息（值、連接等），請

參閱引腳配置和功能部分中的引腳功能表。

當(dāng)處于待機(jī)模式（啟用-停用）時(shí)，升壓泵關(guān)閉。

Figure16.ChargePump

7.3.115V線性調(diào)節(jié)器

提供5伏線性調(diào)節(jié)器（VREG）為內(nèi)部邏輯和外部電路（如霍爾效應(yīng)傳感器）供電。

電容器必須從VREG輸出接地，即使輸出不用于外部電路。推薦的電容值為0.1-ixF,10-V

陶瓷電容器。

VREG輸出設(shè)計(jì)為提供高達(dá)30毫安的輸出電流，但必須考慮功耗和熱條件。例如，在

24v輸入和20ma輸出的情況下，線性調(diào)節(jié)器的功耗為19vX20ma=380mw?

VREG調(diào)節(jié)器在待機(jī)模式下關(guān)閉（當(dāng)啟用處于非激活狀態(tài)時(shí)）。

7.3.12電源開關(guān)

DRV8308設(shè)備中提供了一個(gè)低電流開關(guān)，可用于通過VSW引腳為霍爾傳感器或其他外部電

路供電。當(dāng)ENABLE激活時(shí)，開關(guān)打開，將VSWpin連接到VM。當(dāng)ENABLE處于非活動狀態(tài)

時(shí)，開關(guān)關(guān)閉（待機(jī)模式）。

7.3.13保護(hù)電路

DRV8308設(shè)備中包括許多保護(hù)電路。通過捕獲引腳FAULTnpin（一個(gè)有效的低漏開路輸出信

號）的狀態(tài)、以及在故障寄存器中相應(yīng)的位來報(bào)告故障。請注意，故障寄存器中的位會一直

保持，直到寫入0、系統(tǒng)復(fù)位或設(shè)備電源重新上電。

7.3.13.1VM欠壓鎖定(UVLO)

如果VM電源下降，可能沒有足夠的電壓完全打開輸出fet。這種情況下的操作會導(dǎo)致

輸出FET過熱。為了防止這種情況，DRV8308設(shè)備包含一個(gè)欠壓鎖定電路。

如果VM電源電壓降至欠壓鎖定閾值(Vuvio)以下，則激活FAULTn引腳，并禁用電機(jī)

驅(qū)動器。當(dāng)VM恢復(fù)到高于欠壓鎖定閾值的電壓后，故障引腳FAULTn為高阻抗，電機(jī)驅(qū)動

器的操作自動恢復(fù)。

設(shè)置FAULT寄存器中的UVLO位。該位保持設(shè)置，直到再次向UVLO位寫入0。

通電時(shí)，UVLO置位。

注意，在UVLO條件下，只要VM保持在VM重置閾值以上，寄存器讀寫仍然是可能的。

如果VM降到VM重置閾值以下，則所有寄存器都將重置，并且寄存器讀或?qū)懖黄鹱饔谩?/p>

7.3.13.2VM過電壓(VMOV)

在某些情況下，如果使用同步整流，來自機(jī)械系統(tǒng)的能量會被強(qiáng)制送回VM電源。這可

能導(dǎo)致VM電源被機(jī)械系統(tǒng)中的能量提升，導(dǎo)致輸出fet的故障，或損壞DRV8308。為了防

止這種情況，DRV8308設(shè)備有過電壓保護(hù)。

有兩個(gè)過電壓閾值，可由OVTH位選擇。如果VM電壓超過所選過電壓閾值(VMOVLO)，

則會識別過電壓事件。注意，要保護(hù)輸出FET,它們的額定電壓必須大于選定的過電壓閾值。

如果發(fā)生過電壓，則將FAULTn引腳拉低。如果啟用同步整流，則將輸出級強(qiáng)制轉(zhuǎn)換為

異步整流。當(dāng)VM恢復(fù)到低于過電壓閾值的電壓后，故障引腳是高阻抗。如果在過電壓事件

之前啟用了同步整流，則在固定的60微秒延遲之后，將重新啟用同步整流。

VMOV位需要在FAULT寄存器中設(shè)置的。此位保持設(shè)置，直到將0寫入VMOV位。

7.3.13.3電動機(jī)過電流(OCP)

除限流電路外，每個(gè)場效應(yīng)管上還提供過電流保護(hù)(OCP)。OCP電路設(shè)計(jì)用于保護(hù)輸

出fet不受非典型條件的影響，例如電機(jī)輸出之間相互短路、電源短路或接地短路。

OCP電路獨(dú)立于電流限制電路。OCP的工作原理是在外部fet啟用時(shí)監(jiān)測它們的電壓降。

如果驅(qū)動場效應(yīng)管上的電壓超過VFETOCP且時(shí)間超過tocp，則識別為OCP事件。VFETOCP可由寄

存器OCPTH配置，t℃p可由寄存器OCPDEG配置。

除了監(jiān)測FET上的電壓外，如果施加到ISEN引腳的電壓超過VSENSEOCP閾值電壓,則會

觸發(fā)OCP事件。

在OCP事件中，F(xiàn)AULTn被拉低，馬達(dá)驅(qū)動器被禁用。

固定延遲5毫秒后，故障引腳被激活，電機(jī)驅(qū)動器重新啟用。

OCP事件發(fā)生時(shí)，F(xiàn)AULT寄存器中的OCP位被設(shè)置。此位保持設(shè)置，直到0寫入到OCP

位。

7.3.13.4電荷泵故障(CPFAIL)

如果高壓側(cè)電荷泵產(chǎn)生的電壓過低，高壓側(cè)輸出FET沒有完全打開，導(dǎo)致過熱。為了防

止這種情況發(fā)生，DRV8308設(shè)備有一個(gè)監(jiān)測電荷泵電壓的電路。

如果充電泵電壓降到VCPFAIL以下，則FAULTn引腳被拉低，電機(jī)驅(qū)動器被禁用。當(dāng)電荷

泵電壓恢復(fù)到高于VCPFAII閾值的電壓時(shí)，故障引腳為高阻抗，電機(jī)驅(qū)動器自動恢復(fù)工作。

當(dāng)電荷泵電壓降到VCPFAIL以下時(shí)，將設(shè)置FAULTn寄存器中的CPFAIL位。此位保持設(shè)置，

直到將0寫入CPFAIL位。

通電時(shí)，設(shè)置CPFAIL位。

7.3.13.5充油泵短路（CPSC）

為了防止DRV8308設(shè)備內(nèi)部的過度功耗，一個(gè)電路監(jiān)視電荷泵，并在PCB發(fā)生短路時(shí)

禁用它。

如果在充電泵上檢測到短路，則故障引腳被拉低，電機(jī)驅(qū)動器被禁用。經(jīng)過5秒的固定

時(shí)間后，故障引腳為高阻抗，電機(jī)驅(qū)動器將自動恢復(fù)工作。如果短路情況仍然存在，則循環(huán)

重復(fù)。

當(dāng)在充電泵上檢測到短路時(shí)，將設(shè)置故障寄存器中的CPSC位。在將0寫入CPSC位之

前，該位保持設(shè)置。

7.3.13.6超溫（OTS）

為了防止可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部過度功耗的任何數(shù)量的故障，DRV8308設(shè)備包括過熱保護(hù)。

如果模具溫度超過O