特點

•8通道保護低側驅動器

–8個NMOS FET，帶過電流保護

–集成感應捕捉二極管

–串行接口

–開路/短路負載檢測（僅限DRV8860）

–可配置100%輸出定時

–可配置PWM占空比

•連續(xù)電流驅動能力

–560mA（單通道開啟）PW和PWP

–200mA（8個通道打開）PW

–330mA（8個通道開啟）PWP

–支持并行配置

•8 V至38 V電源電壓范圍

•用于抗擾度的輸入數(shù)字噪聲濾波器

•內部數(shù)據(jù)回讀功能，實現(xiàn)可靠控制

•保護和診斷功能

–過電流保護（OCP）

–開路負載檢測（OL）

–超溫停機（OTS）

–欠壓鎖定（UVLO）

–個別頻道狀態(tài)報告

–故障狀態(tài)警報

應用

•繼電器，單極步進電機

•電磁閥、電磁驅動器

•一般低壓側開關應用

•帶調光功能的LED驅動器（DRV8860A）

說明

DRV8860提供8通道低側驅動器，具有過電流保護和開路/短路負載檢測。它有內置二極管來鉗制感應負載產生的關斷瞬態(tài)，并可用于驅動單極步進電機、直流電機、繼電器、螺線管或其他負載。

PWP封裝可提供高達330毫安×8通道，而PW封裝可提供高達200毫安×8通道的連續(xù)輸出電流。單通道可提供高達560毫安的連續(xù)輸出電流。

提供一個串行接口來控制DRV8860輸出驅動器，配置內部設置寄存器，讀取每個通道的故障狀態(tài)。DRV8860設備可以菊花鏈連接在一起，以使用單個串行接口。通電時間和保持PWM輸出周期也可通過串行接口配置。這些功能允許運行比一直運行的解決方案更冷。

提供過流保護、短路保護、欠壓閉鎖和超溫的內部停機功能。DRV8860A不包括開路負載檢測。每個通道的故障信息可通過串行接口讀出，并由外部故障引腳指示。

設備信息

（1）、有關所有可用的軟件包，請參閱數(shù)據(jù)表末尾的醫(yī)囑內容附錄。

簡圖

典型特征

詳細說明

概述

DRV8860是一個集成的8通道低壓側驅動器，具有過電流保護和開路/短路檢測功能。它有內置二極管來鉗制感應負載產生的關斷瞬態(tài)，并可用于驅動單極步進電機、直流電機、繼電器、螺線管或其他負載。

DRV8860可提供高達200毫安x 8通道連續(xù)輸出電流。電流驅動能力隨脈寬調制占空比的降低而增加。單通道可提供高達560毫安的連續(xù)輸出電流。有關詳細信息，請參閱當前功能表。

提供一個串行接口來控制DRV8860輸出驅動器，配置內部寄存器設置，并讀取每個通道的故障狀態(tài)。多個DRV8860設備可以菊花鏈連接在一起，以使用單個串行接口。通電時間和保持PWM占空比也可通過串行接口進行配置。這些功能允許運行比傳統(tǒng)的始終在線解決方案更酷的運行。

提供過流保護、短路保護、欠壓閉鎖、過溫等內部關斷功能。DRV8860可以診斷開路負載狀況。DRV8860A不包括開路負載檢測。每個通道的故障信息可通過串行接口讀出，并由外部故障引腳指示。

功能框圖

特性描述

建議輸出電流

DRV8860電流能力將取決于幾個系統(tǒng)應用參數(shù)，如系統(tǒng)環(huán)境溫度、最高外殼溫度和總輸出占空比。PWP封裝通過PowerPAD提供了更好的散熱能力™因此，是驅動更高輸出電流的電纜，還是比PW封裝中的器件工作溫度稍低的電纜。

菊花鏈連接

兩個或多個DRV8860設備可以連接在一起以使用單個串行接口。鏈中第一個設備的SDATOUT引腳連接到下一個設備的SDATOUT引腳。SCLK、LATCH、RESET和nFAULT引腳連接在一起。

圖7和圖8顯示了單個設備以及菊花鏈連接中兩個設備的配置時序圖。

保護電路

DRV8860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）

當輸出電流超過OCP觸發(fā)電平時，相應通道自動關閉。nFault引腳將設置為低，故障寄存器中相應的OCP標志將設置為1。

通過將數(shù)據(jù)寄存器位設置為“0”，只要相應的輸出關閉，過電流故障就會自動清除。或者，故障復位特殊命令也將清除該值。在這兩種情況下，一旦故障寄存器中的所有位都被清除，nFAULT就會被釋放。

開放式負載檢測（OL）-僅限DRV8860

當任何輸出處于關閉狀態(tài)（相應的數(shù)據(jù)寄存器位設置為“0”）時，電流匯會以約30μa的電壓拉低節(jié)點。如果檢測到管腳上的電壓小于1.2 V，則報告開路負載情況。nFAULT被驅動為低電平，對應于特定信道的故障寄存器（F8:F1）的OL位被設置。

通過將數(shù)據(jù)寄存器位設置為“1”，只要打開相應的輸出，就會自動清除開路負載故障。或者，故障復位特殊命令也將清除該值。在這兩種情況下，一旦故障寄存器中的所有位都被清除，nFAULT就會被釋放。

熱關機（TSD）

如果模具溫度超過安全限值，所有輸出將被禁用，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。恢復操作后，nFAULT引腳將被釋放。

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。在這種情況下，不會斷言nFAULT。

數(shù)字噪聲濾波器

DRV8860在所有數(shù)字輸入上都有一個內部噪聲濾波器。在噪聲系統(tǒng)中，噪聲可能干擾串行菊花鏈接口。如果沒有輸入濾波器，這種噪聲可能會導致意外的行為或輸出狀態(tài)。數(shù)字輸入濾波器能夠消除不必要的噪聲頻率，同時允許通過串行接口進行快速通信。

設備功能模式

內部寄存器

DRV8860由一個簡單的串行接口控制。在操作過程中使用三個寄存器組：數(shù)據(jù)寄存器、控制寄存器和故障寄存器。

寄存器數(shù)據(jù)的移動流和方向會受到特殊命令的影響。

在默認情況下，8位移位寄存器數(shù)據(jù)移到輸出控制寄存器data-REG。

編程

串行控制接口

DRV8860使用菊花鏈串行接口。數(shù)據(jù)被鎖存到閂鎖引腳上升沿的寄存器中。數(shù)據(jù)在寫入時在CLK的上升沿上時鐘，在讀取時在CLK的下降沿上時鐘。

數(shù)據(jù)寫入波形

故障寄存器讀取波形

專項指揮

除了輸出開/關控制和故障狀態(tài)回讀外，DRV8860還具有特殊功能，使系統(tǒng)更健壯或更省電。這些功能需要特殊命令來啟動設備或配置內部寄存器。

有5個特殊命令：

1.寫入控制寄存器命令

2.讀取控制寄存器命令

3.讀取數(shù)據(jù)寄存器命令

4.故障寄存器復位命令

5.PWM啟動命令

CLK和插銷上的特殊波形圖案將發(fā)出特殊命令，如下所示:

寫入控制寄存器

當發(fā)出寫入控制寄存器命令時，以下串行數(shù)據(jù)將被鎖存到定時和占空比控制寄存器中。

讀取控制寄存器

當發(fā)出讀取控制寄存器命令時，控制寄存器的內容將被復制到內部移位寄存器，隨后的CLK將從DOUT pin移出該內容。這為系統(tǒng)提供了一種驗證控制寄存器是否正確編程的機制。

讀取數(shù)據(jù)寄存器

當發(fā)出Read Data Register命令時，內部輸出數(shù)據(jù)寄存器的內容將被復制到內部移位寄存器，隨后的CLK將從DOUT引腳移出該內容。這為系統(tǒng)驗證輸出數(shù)據(jù)是否正確編程提供了一種機制。它使系統(tǒng)在噪聲環(huán)境下具有更強的魯棒性。

故障寄存器復位

當發(fā)出故障寄存器復位命令時，內部16位故障寄存器將被清除。利用該方法，系統(tǒng)可以一次清除所有連鎖設備中的故障。

特殊指令：PWM啟動

當發(fā)出故障寄存器復位指令時，輸出通道將忽略通電時間，并根據(jù)控制寄存器中的設置直接進入PWM模式。

輸出通電和PWM控制

器件的輸出分為兩個階段：通電階段和PWM階段。

在通電階段，通道以100%占空比開啟，持續(xù)時間由控制寄存器位C4:C1設置。

在PWM斬波階段，PWM占空比由控制寄存器位C7:C5定義。

表4描述了控制寄存器中每個位的行為。

如圖29至圖33所示，共有五個操作案例。

輸出以100%占空比接通。

輸出在PWM斬波模式下開啟，占空比由控制寄存器位C7:C5定義。

在由控制寄存器位C4:C1設置的持續(xù)時間內，以100%占空比的通電模式打開輸出。定時器過期后，輸出切換到PWM斬波模式，PWM占空比由控制寄存器位C7:C5定義。

在由控制寄存器位C4:C1設置的持續(xù)時間內，以100%占空比的通電模式打開輸出。定時器過期后，輸出關閉。

使用的PWM啟動特殊命令

輸出在100%占空比的通電模式下開啟，定時器啟用，持續(xù)時間由控制寄存器位C4:C1設置。如果在定時器到期前收到PWM啟動特殊指令，則輸出切換到PWM斬波模式，PWM占空比由控制寄存器位C7:C5定義。如果計時器過期且未收到PWM啟動，則無論其他PWM啟動命令如何，設備都將保持通電模式。

應用與實施

注意

以下應用章節(jié)中的信息不是TI組件規(guī)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(xiàn)，以確認系統(tǒng)功能。

申請信息

DRV8860是一款具有保護功能的八通道低端驅動器。以下設計是DRV8860的一個常見應用。

典型應用

設計要求

詳細設計程序

驅動電流

電流路徑是從虛擬機，通過負載，進入低側下沉驅動器。用公式1計算了一個水槽中的功耗I2R損耗。

應用曲線

電源建議

DRV8860設計用于在8至38 V的輸入電壓（VM）范圍內工作。額定用于VM的0.1-μF陶瓷電容器必須盡可能靠近VM引腳。除了局部去耦電容，還需要額外的大容量電容，并且必須根據(jù)應用要求調整大小。

體積電容大小是電機驅動系統(tǒng)設計中的一個重要因素。它取決于多種因素，包括：

•電源類型

•可接受的電源電壓紋波

•電源線中的寄生電感

•荷載類型

•負載啟動電流

電源和電機驅動系統(tǒng)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(tǒng)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。用戶應調整大容量電容以滿足可接受的電壓紋波水平。

數(shù)據(jù)表通常提供建議值，但需要進行系統(tǒng)級測試以確定適當尺寸的大容量電容器。

電源和邏輯排序

DRV8860沒有特定的通電順序。在應用虛擬機之前，數(shù)字輸入信號是可以存在的。在VM被應用到DRV8860之后，它根據(jù)控制引腳的狀態(tài)開始運行。

布局

布局指南

•對于額定值為1μF的陶瓷電容器，建議使用額定值為0的陶瓷電容器。

•該電容器應盡可能靠近設備上的VM引腳，并與設備GND引腳有一個粗的跡線或接地平面連接。

•VM引腳必須使用適當?shù)拇笕萘侩娙萜髋月方拥亍Ｔ摬考仨毼挥贒RV8860附近。

布局示例

其中，上拉電壓（V3P3）是數(shù)字開漏輸出建議工作條件范圍內的外部電源。

熱考慮

DRV8860設備具有熱關機（TSD）部分所述的熱關機（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(huán)境溫度過高。

功耗

DRV8860器件的功耗主要由輸出FET電阻RDS（on）消耗的功率決定。使用下面的公式來計算運行負載時每個輸出的估計平均功耗。

式中：

•PD是一個通道的功耗

•RDS（on）是每個FET的電阻

•IO是施加到每個通道的RMS輸出電流

IO等于進入通道的平均電流。注意，在啟動時，該電流遠高于正常運行電流；還必須考慮這些峰值電流及其持續(xù)時間。

總的器件損耗是每個通道中消耗的功率加在一起。

裝置中可消耗的最大功率取決于環(huán)境溫度和散熱量。

注意

RDS（on）隨著溫度的升高而增加，因此隨著器件的加熱，功耗也隨之增加。在確定散熱器尺寸時必須考慮到這一點。

散熱

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，這種連接可以通過添加多個通孔來完成，以將熱墊連接到接地層。

在沒有內部平面的PCB上，可以在PCB的任一側添加一個銅區(qū)域來散熱。如果銅區(qū)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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