DRV8411ARTER [TI]
具有 IPROPI 电流调节功能的 1.65V 至 11V、4A、双路 H 桥电机驱动器 | RTE | 16 | -40 to 125;
| 型号： | DRV8411ARTER |
| 厂家： | 
TEXAS INSTRUMENTS |
| 描述： | 具有 IPROPI 电流调节功能的 1.65V 至 11V、4A、双路 H 桥电机驱动器 | RTE | 16 | -40 to 125 电机 驱动 驱动器 |
| 文件： | 总52页 (文件大小：2864K) |
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DRV8411A
ZHCSOS2A –OCTOBER 2022 –REVISED JULY 2023
DRV8411A 具有电流调节功能的双路H 桥电机驱动器
1 特性
3 说明
• 双路H 桥电机驱动器，可驱动-
DRV8411A 是一款双路 H 桥电机驱动器，可驱动一个
或两个直流有刷电机、一个步进电机、螺线管或其他电
感负载。三倍电荷泵允许器件在低至 1.65V 的电压下
工作，以适应 1.8V 的电源轨和电池电量不足的情况。
电荷泵集成了所有电容器并允许 100% 占空比运行。
输入和输出可以并联以驱动具有一半RDS(ON) 的大电流
有刷直流电机。
– 一个双极步进电机
– 一到两个有刷直流电机
– 电磁阀和其他电感负载
• 低导通电阻：HS + LS = 400mΩ（典型值，
25°C）
• 宽电源电压范围
– 1.65 至11 V
• 与以下器件引脚对引脚兼容：
该器件可实现电流检测和调节。内部电流镜在 IPROPI
引脚上输出电流检测信息，无需大功率分流电阻，从而
节省电路板面积并降低系统成本。借助IPROPI 输出，
微控制器可以检测电机失速或负载条件变化。使用
VREF 引脚，这些器件可以在启动和高负载事件期间调
节电机电流，而无需与微控制器进行交互。
– DRV8833：360mΩ/桥
– DRV8833C：1735mΩ/桥
– DRV8847：1000mΩ/桥
– DRV8410：800mΩ/桥
– DRV8411：400mΩ/桥
• 高输出电流能力：4A 峰值
• PWM 控制接口
低功耗睡眠模式可通过关断大部分内部电路实现超低静
态电流消耗。内部保护特性包括欠压、过流和过热保
护。
• 支持1.8V、3.3V 和5V 逻辑输入
• 集成电流调节
• 用于失速检测的IPROPI 电流检测输出
• 低功耗睡眠模式
DRV8411A 所属的器件系列具有引脚对引脚、可扩展
RDS(ON) 选项，可支持不同负载，并尽可能减少设计改
动。有关本产品系列中器件的信息，请参阅节 5。访问
ti.com 查看我们完整的有刷电机驱动器产品系列。
– VVM = 5V、TJ = 25°C 时≤40nA
• 小型封装和外形尺寸
器件信息(1)
封装尺寸（标称值）
器件型号
封装
– 带PowerPAD™ 的16 引脚HTSSOP，5.0mm×
4.4mm
– 带PowerPAD™ 的16 引脚WQFN，3.0mm ×
3.0mm
• 集成保护特性
HTSSOP (16)
WQFN (16)
5.00mm x 6.40mm
3.00mm × 3.00mm
4.20mm × 2.00mm
DRV8411A
薄型SOT (16)
(1) 如需了解所有可用封装，请参阅数据表末尾的可订购产品附
录。
– VM 欠压锁定(UVLO)
– 自动重试过流保护(OCP)
– 热关断(TSD)
1.65 V to 11 V
– 故障指示引脚(nFAULT)
DRV8411A
PWM
Stepper
BDC
BDC
2 应用
nSLEEP
Stepper or
Brushed DC
Motor Driver
• 电池供电式玩具
• POS 打印机
• 视频安保摄像机
• 办公自动化设备
• 游戏机
nFAULT
IPROPI
Current Regula on
Protec on
• 机器人
• 电子智能锁
• 通用螺线管负载
简化原理图
本文档旨在为方便起见，提供有关TI 产品中文版本的信息，以确认产品的概要。有关适用的官方英文版本的最新信息，请访问
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内容
1 特性................................................................................... 1
2 应用................................................................................... 1
3 说明................................................................................... 1
4 修订历史记录.....................................................................2
5 器件比较............................................................................ 3
6 引脚配置和功能................................................................. 3
引脚功能............................................................................3
7 规格................................................................................... 5
7.1 绝对最大额定值...........................................................5
7.2 ESD 等级.................................................................... 5
7.3 建议运行条件.............................................................. 5
7.4 热性能信息..................................................................6
7.5 电气特性......................................................................6
7.6 时序图......................................................................... 7
8 典型特性............................................................................ 8
9 详细说明.......................................................................... 11
9.1 概述...........................................................................11
9.2 功能方框图................................................................ 11
9.3 外部元件....................................................................12
9.4 特性说明....................................................................12
9.5 器件功能模式............................................................ 17
9.6 引脚图....................................................................... 18
10 应用和实现.....................................................................19
10.1 应用信息..................................................................19
11 电源相关建议................................................................. 34
11.1 大容量电容.............................................................. 34
11.2 电源和逻辑时序.......................................................34
12 布局............................................................................... 35
12.1 布局指南..................................................................35
12.2 布局示例..................................................................35
13 器件和文档支持............................................................. 37
13.1 文档支持..................................................................37
13.2 接收文档更新通知................................................... 37
13.3 社区资源..................................................................37
13.4 商标.........................................................................37
14 机械、封装和可订购信息...............................................38
14.1 卷带封装信息.......................................................... 42
4 修订历史记录
注：以前版本的页码可能与当前版本的页码不同
Changes from Revision * (October 2022) to Revision A (July 2023)
Page
• 更新“器件信息”表中的“封装尺寸（标称值）”............................................................................................ 1
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5 器件比较
表5-1. 器件比较表
RDS(on)
（mΩ）
直接引脚对引脚替代 修改后的引脚对引脚
电源电压(V)
过流保护限制(A)
器件名称
电流调节
电流检测反馈
产品
替代产品
DRV8410
DRV8411
800
400
2.5
1.65 至11
1.65 至11
DRV8833、
DRV8833C
DRV8847
外部分流电阻器 外部放大器
DRV8833、
DRV8833C、
DRV8847
4
DRV8411A
400
1.65 至11
内部电流镜(IPROPI)
不适用
6 引脚配置和功能
VREF
AOUT1
PGNDA
AOUT2
BOUT2
PGNDB
BOUT1
nFAULT
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
AIN1
AIN2
AIPROPI
GND
PGNDA
AOUT2
BOUT2
PGNDB
1
2
3
4
12
11
10
9
AIPROPI
GND
Thermal
Pad
VM
Thermal
Pad
VM
BIPROPI
BIN2
BIPROPI
BIN1
图6-1. PWP 封装16 引脚HTSSOP 顶视图
图6-2. RTE 封装16 引脚WQFN 顶视图
引脚功能
引脚
RTE
类型(1)
说明
PWP
16
15
14
2
名称
AIN1
14
13
12
16
2
I
全桥A（AOUT1、AOUT2）的H 桥控制输入。请参阅节9.4.1 内部下拉电阻。
AIN2
I
O
全桥A（AOUT1、AOUT2）的H 桥控制输入。请参阅节9.4.1 内部下拉电阻。
AIPROPI
AOUT1
AOUT2
BIN1
全桥A（AOUT1、AOUT2）的模拟电流输出与负载电流成正比。请参阅节9.4.2。
O
桥A 输出1
4
O
桥A 输出2
7
9
I
全桥B（BOUT1、BOUT2）的H 桥控制输入。请参阅节9.4.1 内部下拉电阻。
BIN2
8
10
11
7
I
全桥B（BOUT1、BOUT2）的H 桥控制输入。请参阅节9.4.1 内部下拉电阻。
BIPROPI
BOUT1
BOUT2
GND
9
O
全桥B（BOUT1、BOUT2）的模拟电流输出与负载电流成正比。请参阅节9.4.2。
5
O
桥B 输出1
3
5
O
桥B 输出2
11
13
PWR
器件接地。连接到系统地。
故障指示灯输出。在故障状况期间下拉为低电平。连接一个外部上拉电阻器以执行开漏操作。请
参阅节9.4.3。
nFAULT
PAD
6
8
OD
—
—
—
散热焊盘。连接到系统接地端。
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引脚
类型(1)
说明
RTE
PWP
名称
PGNDA
1
4
3
6
PWR
PWR
全桥A（AOUT1、AOUT2）的器件电源接地。连接到系统地。
全桥B（BOUT1、BOUT2）的器件电源接地。连接到系统地。
PGNDB
VM
1.65V 至11V 电源输入。将一个0.1µF 旁路电容器接地，并连接一个足够大且额定电压为VM
的大容量电容。
10
15
12
1
PWR
I
VREF
设置内部电流调节限值的外部基准电压输入。请参阅节9.4.2。
(1) PWR = 电源，I = 输入，O = 输出，NC = 无连接，OD = 开漏
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7 规格
7.1 绝对最大额定值
在工作温度范围内（除非另有说明）(1)
最小值
-0.5
0
最大值
单位
V
VM
12
2
电源引脚电压
VM
V/µs
电源瞬态电压斜坡
接地引脚之间的电压差
逻辑引脚电压
-0.6
-0.3
0.3
0.6
5.75
V
V
GND、PGNDA、PGNDB
AIN1、AIN2、BIN1、BIN2
nFAULT
5.75
V
开漏输出引脚电压
比例电流输出引脚电压，VM ≥5.45V
比例电流输出引脚电压，VM < 5.45V
基准输入引脚电压
输出引脚电压
-0.3
-0.3
0.3
5.75
V
AIPROPI、BIPROPI
VVM + 0.3
5.75
V
VREF
V
-VSD
VVM+VSD
V
AOUT1、AOUT2、BOUT1、BOUT2
AOUT1、AOUT2、BOUT1、BOUT2
A
输出电流
受内部限制
受内部限制
125
-40
-40
-65
°C
°C
°C
环境温度，TA
150
结温，TJ
150
贮存温度，Tstg
(1) 超出绝对最大额定值下列出的压力可能会对器件造成永久损坏。这些仅是压力额定值，并不意味着器件在这些条件下以及在建议运行条
件以外的任何其他条件下能够正常运行。长时间处于绝对最大额定条件下可能会影响器件的可靠性。
7.2 ESD 等级
值
单位
人体放电模型(HBM)，符合ANSI/ESDA/JEDEC JS-001 标准(1)
充电器件模型(CDM)，符合JEDEC 规范JESD22-C101(2)
±2000
V(ESD)
V
静电放电
±500
(1) JEDEC 文件JEP155 指出：500V HBM 可实现在标准ESD 控制流程下安全生产。列为±2000V 的引脚实际上可能具有更高的性能。
(2) JEDEC 文档JEP157 指出：250V CDM 能够在标准ESD 控制流程下安全生产。列为±500 V 的引脚实际上可能具有更高的性能。
7.3 建议运行条件
在工作温度范围内（除非另有说明）
最小值
标称值
最大值
单位
VVM
VIN
VM
1.65
11
V
电源电压
0
0
5.5
100
5.5
V
kHz
V
AIN1、AIN2、BIN1、BIN2
逻辑输入电压
fPWM
VOD
IOD
PWM 频率
AIN1、AIN2、BIN1、BIN2
nFAULT
0
开漏上拉电压
nFAULT
0
5
mA
A
开漏输出电流
(1)
IOUT
OUTx
0
IOCP,min
1
峰值输出电流
IIPROPI
VVREF
VVREF
TA
0
mA
V
AIPROPI、BIPROPI
VREF
电流感测输出电流
电流限制基准电压，VM ≥3.6V
电流限制基准电压，VM < 3.6V
工作环境温度
0
3.6
VREF
0
VM
V
-40
-40
125
150
°C
°C
TJ
工作结温
(1) 必须遵循功率损耗和热限值
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7.4 热性能信息
器件
器件
热指标(1)
PWP (HTSSOP)
RTE (WQFN)
单位
引脚
引脚
RθJA
45.1
49.7
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
°C/W
结至环境热阻
RθJC(top)
RθJB
43.7
19.9
2.6
50.9
23.5
1.7
结至外壳（顶部）热阻
结至电路板热阻
ΨJT
结至顶部特征参数
结至电路板特征参数
结至外壳（底部）热阻
19.9
4.9
23.5
10.8
ΨJB
RθJC(bot)
(1) 有关新旧热指标的更多信息，请参阅半导体和IC 封装热指标应用报告。
7.5 电气特性
1.65V ≤VVM ≤11V，–40°C ≤TJ ≤150°C（除非另有说明）。典型值是在TJ = 27 °C 且VVM = 5 V 时。
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
电源(VM)
IVMQ
VVM = 5V，TJ = 27°C
4
40
4
nA
VM 睡眠模式电流
VM 活动模式电流
开通时间
IVM
xIN1 = 3.3V，xIN2 = 0V，VVM = 5V
2.3
mA
tWAKE
100
1.5
μs
睡眠模式到工作模式延迟
tAUTOSLEEP
0.7
ms
自动睡眠关断时间
工作模式到自动睡眠模式延迟
逻辑电平输入（nSLEEP、AIN1、AIN2、BIN1、BIN2）
VIL
0
1.45
100
50
0.4
5.5
V
输入逻辑低电平电压
输入逻辑高电平电压
nSLEEP 输入迟滞
逻辑输入迟滞（nSLEEP 除外）
输入逻辑低电平电流
输入逻辑高电流
VIH
V
VHYS_nSLEEP
VHYS_logic
IIL
mV
mV
µA
µA
kΩ
ns
VxINx = 0V
VxINx = 5V
-1
1
IIH
20
70
RPD
100
50
输入下拉电阻
tDEGLITCH
输入逻辑抗尖峰
开漏输出(nFAULT)
VOL
IOZ
IOD = 5mA
VOD = 5V
0.3
1
V
输出逻辑低电压
输出逻辑高电流
-1
µA
驱动器输出（AOUT1、AOUT2、BOUT1、BOUT2）
RHS_DS(ON)
RLS_DS(ON)
VSD
IOUTx = 0.2A
IOUTx = -0.2A
IOUTx = -0.5A
200
200
1
高侧MOSFET 导通电阻
低侧MOSFET 导通电阻
体二极管正向电压
mΩ
mΩ
V
V
OUTx 上升，从VVM 的10% 上升到
tRISE
tFALL
100
50
ns
ns
输出上升时间
输出下降时间
90%，VVM = 5V
V
OUTx 下降，从VVM 的90% 下降到
10%，VVM = 5V
输入超过0.8V 达到VOUTx = 0.1×VVM
IOUTx = 1A
，
tPD
600
400
ns
ns
输入至输出传播延迟
输出死区时间
tDEAD
电流检测和调节
AIPROPI
200
µA/A
电流镜比例因数
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1.65V ≤VVM ≤11V，–40°C ≤TJ ≤150°C（除非另有说明）。典型值是在TJ = 27 °C 且VVM = 5 V 时。
参数
测试条件
最小值
典型值
最大值
单位
IOUT = 1A，VIPROPI ≤min(VM-1.25V,
3.3V)，3.3V ≤VVM ≤11V
-6
6
%
AERR
电流镜总误差
IOUT = 1A，VIPROPI ≤min(VM-1.25V,
3.3V)，1.65V ≤VVM ≤3.3V
-9
6
%
tOFF
20
1.8
2
µs
µs
µs
µs
电流调节关断时间
电流调节消隐时间
电流检测延迟时间
电流调节抗尖峰脉冲时间
tBLANK
tDELAY
tDEG
1
保护电路
1.6
V
V
电源上升
VUVLO
电源欠压锁定(UVLO)
电源UVLO 迟滞
1.3
电源下降
VUVLO_HYS
tUVLO
100
10
mV
µs
A
上升至下降阈值
V
VM 下降至OUTx 已禁用
电源欠压抗尖峰脉冲时间
过流保护跳变点
IOCP
4
tOCP
4.2
1.6
µs
ms
°C
°C
过流保护抗尖峰脉冲时间
过流保护重试时间
热关断温度
tRETRY
TTSD
153
193
THYS
18
热关断迟滞
7.6 时序图
xIN1 (V)
tPD
xIN2 (V)
tPD
tPD
xOUT1 (V)
Z
Z
Z
tPD
Z
xOUT2 (V)
90%
90%
xOUTx (V)
10%
10%
tRISE
tFALL
图7-1. 输入到输出时序
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8 典型特性
3.6
3.4
3.2
3
TJ = -40°C
TJ = 27°C
TJ = 85°C
TJ = 125°C
TJ = 150°C
2.8
2.6
2.4
2.2
2
1.8
1.6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
VM Supply Voltage (V)
图8-1. 活动模式电流
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
TJ = -40°C
TJ = 27°C
TJ = 85°C
TJ = 125°C
TJ = 150°C
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
VM Supply Voltage (V)
图8-2. 睡眠模式电流
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8 典型特性
330
VVM = 1.65 V
VVM = 3.3 V
VVM = 4.2 V
VVM = 6 V
VVM = 8.4 V
VVM = 11 V
300
270
240
210
180
150
120
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100 110 120 130 140 150
Temperature (°C)
图8-3. 高侧MOSFET 导通电阻
图8-4. 低侧MOSFET 导通电阻
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8 典型特性
40
35
30
25
20
15
10
5
-6 standard deviation error (%)
+6 standard deviation error (%)
0
-5
-10
-15
-20
-25
-30
-35
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
2
IOUT current (A)
图8-5. 电流镜比例因数，VM = 1.65V 至3.3V
图8-6. 电流镜比例因数，VM = 3.3V 至11V
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9 详细说明
9.1 概述
DRV8411A 器件是一款双路 H 桥电机驱动器，用于通过 1.65V 至 11V 电源轨驱动两个有刷直流电机或一个步进
电机。集成的电流调节功能根据VREF 和xIPROPI 设置将电机电流限制为预定义的最大值。xIPROPI 信号可以在
H 桥的驱动和制动/缓慢衰减状态期间向微控制器提供电流反馈。
两个逻辑输入控制每个H 桥，H 桥由四个N 沟道MOSFET 组成，它们的典型RDS(ON) 为400mΩ（包括一个高侧
FET 和一个低侧 FET）。单个电源输入 VM 同时用作器件电源和电机绕组偏置电压。器件的集成电荷泵在内部对
VM 升压并全面增强高侧 FET。电机速度可通过脉宽调制进行控制，频率范围为0 至100kHz。该器件通过将所有
四个输入置为低电平而进入低功耗睡眠模式。
各种集成保护特性将在出现系统故障时保护该器件。这些保护功能包括欠压锁定 (UVLO)、过流保护 (OCP) 和过
热关断(TSD)。
9.2 功能方框图
VCP
Power
VM
VM
VM VCP
bulk
0.1 µF
Charge
Pump
AOUT1
Gate
Drive
GND
V
MCU
Logic
OCP
AISEN1
PGNDA
Step
Motor
nFAULT
BDC
VCP
VM
To
Microcontroller
AIN1
Core Logic
AOUT2
PGNDA
Gate
Drive
OCP
AIN2
Control
Inputs
AISEN2
VCP
BIN1
BIN2
VM
From
Microcontroller
Overcurrent
Undervoltage
Thermal
BOUT1
Gate
Drive
OCP
VREF
BISEN1
PGNDB
+
-
BDC
IPROPI
Clamp
VCP
VM
AIPROPI
BOUT2
PGNDB
Current
Sense
Gate
Drive
AISEN1
AISEN2
OCP
To
Microcontroller
ADC
+
-
BISEN2
IPROPI
Clamp
BIPROPI
Current
Sense
BISEN1
BISEN2
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9.3 外部元件
表9-1 列出了驱动器的外部元件的建议值。
表9-1. DRV8411A 外部元件
推荐
元件
引脚1
引脚2
CVM1
CVM2
VM
VM
GND
额定电压为VM 的电容器，最小值为10μF
额定电压为VM 的0.1µF 陶瓷电容器
上拉电阻器，IOD ≤5mA
GND
nFAULT
GND
RnFAULT
RAIPROPI
RBIPROPI
VEXT(1)
AIPROPI
BIPROPI
检测电阻，请参阅节9.4.2.1 以了解尺寸
检测电阻，请参阅节9.4.2.1 以了解尺寸
GND
(1) VEXT 不是DRV8411A 上的引脚，但开漏输出nFAULT 需要VEXT 外部电源电压上的上拉电阻器。
9.4 特性说明
9.4.1 电桥控制
DRV8411A 具有两个完全相同的 H 桥电机驱动器。输入引脚 AINx 和 BINx 分别控制相应的输出 AOUTx 和
BOUTx。表9-2 显示了输入如何控制H 桥输出。
表9-2. H 桥控制
nSLEEP
xIN1
xIN2
xOUT1
xOUT2
说明
0
1
1
1
1
X
0
0
1
1
X
0
1
0
1
高阻
高阻
L
高阻
高阻
H
低功耗睡眠模式
滑行/快速衰减；H 桥禁用至高阻
反向（电流OUT2 →OUT1）
正向（电流OUT1 →OUT2）
制动；低侧慢速衰减
H
L
L
L
可以将输入设置为恒定电压以实现 100% 占空比驱动器，也可以将输入设置为脉宽调制 (PWM) 以实现可变电机速
度。使用 PWM 时，在驱动（正向或反向）和慢速衰减状态之间切换通常效果更佳。例如，要以最大 RPM 的
50% 正向驱动电机，在驱动周期或 PWM“开启”时间内，IN1 = 1 且 IN2 = 0；而在 PWM“关闭”时间内，IN1
= 1 且IN2 = 1。
此外，还提供用于快速电流衰减的滑行模式（IN1 = 0，IN2 = 0）。对于使用快速衰减的 PWM，PWM 信号施加
到一个xIN 引脚，而另一个xIN 引脚保持低电平，如下所示。
表9-3. 电机转速的PWM 控制
xIN1
PWM
1
xIN2
0
说明
正向PWM，快速衰减
正向PWM，慢速衰减
反向PWM，快速衰减
反向PWM，慢速衰减
PWM
PWM
1
0
PWM
图9-1 显示了电机电流如何流过H 桥。可以在应用VM 之前为输入引脚供电。
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VM
VM
1
2
3
1
2
3
Reverse drive
Forward drive
Slow decay (brake)
High-Z (coast)
Slow decay (brake)
High-Z (coast)
1
1
OUT1
OUT2
OUT1
OUT2
2
3
2
3
Forward
Reverse
图9-1. H 桥电流路径
当输出从驱动高电平变为驱动低电平，或从驱动低电平变为驱动高电平时，会自动插入死区时间以防止击穿。
DEAD 时间是输出为高阻时的中间时间。如果在 tDEAD 期间测量输出引脚，则电压取决于电流方向。如果电流离开
t
管脚，则电压为低于地电平的二极管压降。如果电流进入引脚，则电压为高于 VM 的二极管压降。该二极管是高
侧或低侧FET 的体二极管。
传播延迟时间 (tPD) 是输入边沿与输出变化之间的时间。该时间考虑了输入抗尖峰脉冲时间和其他内部逻辑传播延
迟。输入抗尖峰脉冲时间可防止输入引脚上的噪声影响输出状态。附加的输出压摆延迟时序考虑了 FET 导通或关
断时间（tRISE 和tFALL）。
下面的图9-2 显示了电机驱动器输入和输出的时序。
IN1 (V)
IN2 (V)
OUT1 (V)
tPD
tRISE
tDEAD
tPD
tFALL
tDEAD
OUT2 (V)
tPD
tFALL
tDEAD
tPD
tRISE
tDEAD
图9-2. H 桥时序图
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9.4.2 电流检测和调节
DRV8411A 在 AIPROPI 和 BIPROPI 引脚上集成了电流检测、调节和反馈功能，作为 IPROPI 特性的一部分。这
些特性使器件能够在不使用外部检测电阻或检测电路的情况下检测输出电流，因此减小了解决方案尺寸、成本和
复杂性。这样，器件还能够在发生电机失速或高扭矩事件的情况下限制输出电流，并通过与电流成比例的输出为
控制器提供关于负载电流的详细反馈。图9-3 显示了“电气特性”表中指定的IPROPI 时序。
xINx
tFALL
tRISE
ttPDt
xOUTx (V)
ttBLANKt
ttOFFt
ITRIP
IMOTOR (A)
tDEG
VREF
xIPROPI (V)
ttDELAY
t
图9-3. 详细IPROPI 时序图
9.4.2.1 电流检测
IPROPI 引脚AIPROPI 和BIPROPI 输出与流经 H 桥中的低侧功率 MOSFET 的电流成正比并经过 AIPROPI 调节的
模拟电流。可以使用方程式1 计算出IPROPI 输出电流。只有当电流在低侧MOSFET 中从漏极流向源极时，方程
式 1 中的 ILSx 才有效。如果电流从源极流向漏极或流经体二极管，则该通道的 ILSx 值为零。例如，如果电桥处于
制动、慢速衰减状态，则IPROPI 外的电流仅与其中一个低侧MOSFET 中的电流成正比。
IPROPI (μA) = (ILS1 + ILS2) (A) x AIPROPI (μA/A)
(1)
“电气特性”表中的 AERR 参数是与 AIPROPI 增益相关的误差。它表示 IOUT 电流中增加的偏移量误差和增益误差
带来的综合影响。
电机电流由低侧 FET 上的内部电流镜架构测得，而无需使用外部功率检测电阻，如图 9-4 所示。电流镜架构允许
在驱动和制动/低侧慢速衰减期间检测电机绕组电流，从而在典型双向有刷直流电机应用中持续监测电流。在滑行
模式下，电流是续流电流，无法被感测到，原因是电流从源极流向漏极。但是，可以在驱动或慢速衰减模式下短
暂重新启用驱动器，并在再次切换回滑行模式之前测量此电流，从而对电流进行采样。
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xOUTx
ILOAD
Control
Inputs
VREF
+
–
LS
xPGND
IPROPI
Clamp
Integrated
Current Sense
IPROPI
xIPROPI
RIPROPI
MCU
ADC
+
AIPROPI
VPROPI
–
图9-4. 集成电流感测
应将IPROPI 引脚连接到外部电阻器 (RIPROPI) 以接地，从而利用IIPROPI 模拟电流输出在IPROPI 引脚上产生一个
成比例电压 (VIPROPI)。这样即可使用标准模数转换器 (ADC) 将负载电流作为 RIPROPI 电阻器两端的压降进行测
量。可以根据应用中的预期负载电流来调节 RIPROPI 电阻器的大小，以利用控制器 ADC 的整个量程。此外，
DRV8411A 器件还采用了一个内部 IPROPI 电压钳位电路，可相对于 VREF 引脚上的 VVREF 限制 VIPROPI，并在
发生输出过流或意外高电流事件时保护外部ADC。
TI 建议在 VVM 与 ADC 要测量的最大 VIPROPI 电压 (VIPROPI_MAX) 之间设计至少 1.25V 的余量。例如，如果 VVM
为4.55V 至11V，则VIPROPI_MAX 可高达3.3V。
可以使用方程式2 计算对应于输出电流的IPROPI 电压。
VIPROPI (V) = IPROPI (A) x RIPROPI (Ω)
(2)
IPROPI 输出带宽受内部电流检测电路的检测延迟时间 (tDELAY) 限制。此时间是指从低侧 MOSFET 启用命令（来
自INx 引脚）到IPROPI 输出准备就绪这两个时间点之间的延迟。
在 H 桥 PWM 信号中，如果器件在驱动和慢速衰减（制动）之间交替切换，则感测电流的低侧 MOSFET 会持续
导通，但感测延迟时间对 IPROPI 输出不会产生任何影响。如果 INx 引脚上的命令禁用低侧 MOSFET（根据节
9.4.1 中的逻辑表），则 IPROPI 输出将与输入逻辑信号一同禁用。虽然低侧 MOSFET 在根据器件压摆率（在
“电气特性”表中以 tRISE 时间表示）禁用时仍可能传导电流，但 IPROPI 并不表示此关断时间内低侧 MOSFET
中的电流。
9.4.2.2 电流调节
DRV8411A 使用固定关断时间电流斩波方案集成电流调节功能。这样，器件能够在发生电机失速、高扭矩或其他
高电流负载事件的情况下限制输出电流，而无需外部控制，如图9-5 所示。
ITRIP
IMOTOR
VMOTOR
Control Input
(xIN1 or xIN2)
tOFF
tOFF
tOFF
图9-5. 关断时间电流调节
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可通过 VREF 电压 (VVREF) 与 IPROPI 输出电阻器 (RIPROPI) 设置电流斩波阈值 (ITRIP)。可通过将外部 RIPROPI 电
阻器和VVREF 之间的压降与内部比较器进行比较来执行此操作。
ITRIP (A) x AIPROPI (μA/A) = VVREF (V) / RIPROPI (Ω)
(3)
例如，如果VVREF = 3.3V、RIPROPI = 10kΩ 且AIPROPI = 200μA/A，则ITRIP 大概为1.65A。
当VVM ≥3.6V 时，VVREF 可以设置为高达3.6V 的电压。当VVM < 3.6V 时，VVREF 必须≤VVM。
固定关断时间电流斩波方案支持高达100% 占空比电流调节，因为在tOFF 期间结束后H 桥会自动启用，而且不需
要xINx 引脚上的新控制输入边沿来复位输出。当电机电流超过ITRIP 阈值时，输出将进入具有固定关断时间(tOFF
)
的电流斩波模式。在 tOFF 期间，当 IOUT 超过 ITRIP 之后，H 桥会在 tOFF 持续时间内进入制动/低侧慢速衰减状态
（两个低侧 MOSFET 都导通）。在 tOFF 之后，如果 IOUT 小于 ITRIP，将根据控制输入来重新启用输出。如果
IOUT 仍然大于 ITRIP，H 桥会在 tOFF 持续时间内进入另一段制动/低侧慢速衰减期。如果 xINx 控制引脚的状态在
t
OFF 时间内发生变化，则tOFF 时间的剩余部分将被忽略，输出将再次跟随输入。
I
TRIP 比较器既具有消隐时间(tBLANK)，也具有抗尖峰脉冲时间(tDEG)。内部消隐时间有助于在切换输出时防止电压
和电流瞬变影响电流调节。这些瞬变可能由电机内部或电机端子连接上的电容器引起。内部抗尖峰脉冲时间可确
保瞬变条件不会过早触发电流调节。在瞬态条件超过抗尖峰脉冲时间的某些情况下，在 IPROPI 引脚上靠近器件
之处放置一个10nF 电容器，将有助于过滤IPROPI 输出上的瞬变，从而不会过早触发电流调节。电容值可根据需
要进行调整，但电容值较大可能会减慢电流调节电路的响应时间。
可以禁用内部电流调节和电流反馈，方法是将IPROPI 连接到GND 并将VREF 引脚电压设置为高于 GND 的值。
如果需要电流反馈但不需要电流调节，则需要设置VVREF 和RIPROPI，使VIPROPI 永远不会达到VVREF 阈值。为使
电流调节电路正常工作，VVREF 必须处于“建议运行条件”表中规定的VREF 引脚电压范围内。
9.4.3 保护电路
DRV8411A 受到全面保护，以防出现欠压、过流和过热事件。
9.4.3.1 过流保护(OCP)
每个 FET 上的模拟电流限制电路都将通过在内部限制栅极驱动器来限制流经 FET 的电流。如果此电流限制的持
续时间超过 OCP 抗尖峰脉冲时间 (tOCP)，则会禁用 H 桥中的所有 FET 并将 nFAULT 引脚置位为低电平。在
OCP 重试期 (tRETRY) 过后，驱动器将重新启用。此时nFAULT 再次变为高电平，并且驱动器恢复正常运行。如果
故障仍然存在，则重复此周期，如图 9-6 所示。请注意，只有检测到过流情况的 H 桥才会被禁用，而另一个桥将
正常工作。
Overshoot due to OCP
)
deglitch time (tOCP
IOCP
Motor
Current
Time
tOCP
tRETRY
图9-6. OCP 运行
在高侧和低侧 FET 上单独检测到过流情况。这意味着接地短路、电源短路或跨电机绕组短路都会导致过流关断。
过流保护不使用用于电流调节的电流检测电路，因此无论VREF 和IPROPI 设置如何，它都能正常工作。
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9.4.3.2 热关断(TSD)
如果内核温度超过安全限值，则会禁用 H 桥中的所有 FET 并将 nFAULT 引脚置为低电平。一旦内核温度下降到
安全水平，就将自动恢复运行。
如果该器件有任何进入热关断(TSD) 状态的倾向，则表明功耗过高、散热不足或环境温度超出了建议运行条件。
9.4.3.3 欠压锁定(UVLO)
每当VM 引脚上的电压降至低于 UVLO 下降阈值电压VUVLO 时，器件中的所有电路都会被禁用，输出FETS 被禁
用，并且所有内部逻辑被复位。当 VVM 电压升至高于 UVLO 上升阈值时，将恢复正常运行，如图 9-7 所示。
nFAULT 引脚在欠压条件下被驱动为低电平，并在再次开始运行后释放此引脚。
当VVM 接近0V 时，内部电路可能无法正确偏置，并且nFAULT 引脚上的开漏下拉电阻可能会释放。
VUVLO (max) rising
VUVLO (min) rising
VUVLO (max) falling
VUVLO (min) falling
VVM
DEVICE ON
DEVICE OFF
DEVICE ON
nFAULT
Time
图9-7. VM UVLO 运行
9.5 器件功能模式
表9-4 总结了本节介绍的DRV8411A 功能模式。
表9-4. 运行模式
MODE
H 桥
工作
禁用
禁用
条件
内部电路
工作
AIN1 或AIN2 或BIN1 或BIN2 = 逻辑高电平
AIN1 = AIN2 = BIN1 = BIN2 = 逻辑低电平
满足任何故障条件
工作模式
低功耗睡眠模式
故障模式
禁用
请参阅表9-5
9.5.1 工作模式
当VM 引脚上的电源电压超过欠压阈值VUVLO 后，任何 xINx 引脚均处于除 AIN1 = AIN2 = BIN1 = BIN2 = 0 之外
的状态，并且 tWAKE 已消失，器件进入活动模式。在此模式下，H 桥、电荷泵和内部逻辑将被激活，器件将准备
好接收输入。
9.5.2 低功耗睡眠模式
DRV8411A 器件支持低功耗模式，以在驱动器未激活时减少 VM 引脚的电流消耗。当 AIN1、AIN2、BIN1 和
BIN2 引脚在时间tSLEEP 内均为低电平时，DRV8411A 器件进入低功耗睡眠模式。
在睡眠模式下，H 桥、电荷泵、内部稳压器和内部逻辑被禁用，并且器件从电源引脚 (IVMQ) 汲取最小电流。此器
件依靠弱下拉电阻来确保持续禁用所有内部 MOSFET。如果器件在所有输入均为低电平时通电，则会立即进入睡
眠模式。在任何输入引脚处于高电平的时间超过tWAKE 的持续时间后，器件将正常完全运行。
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以下时序图显示了进入和离开睡眠模式的示例。
Sleep
Mode
Active Mode
Wakeup
Active Mode
IN1
tSLEEP
tWAKE
IN2
OUT1
OUT2
Hi-Z
Hi-Z
图9-8. 睡眠模式进入和唤醒时序图
9.5.3 故障模式
DRV8411A 器件在遇到故障时进入故障模式。这可保护器件和输出上的负载。故障模式下的器件行为取决于故障
状况，如表9-5 中所述。当满足恢复条件时，器件会退出故障模式并重新进入活动模式。
表9-5. 故障条件汇总
H 桥
禁用
禁用
故障
条件
错误报告
内部电路
禁用
恢复
VM < VUVLO,falling
nFAULT
VM > VUVLO,rising
VM 欠压(UVLO)
IOUT > IOCP
TJ > TTSD
nFAULT
nFAULT
过流（OCP）
自动重试：tRETRY
工作
自动：TJ < TTSD
-
热关断（TSD）
禁用
工作
THYS
9.6 引脚图
9.6.1 逻辑电平输入
图9-9 展示了逻辑电平输入引脚AIN1、AIN2、BIN1、BIN2 和nSLEEP 的输入结构。
100 kꢀ
图9-9. 逻辑电平输入
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10 应用和实现
备注
以下应用部分中的信息不属于TI 器件规格的范围，TI 不担保其准确性和完整性。TI 的客 户应负责确定
器件是否适用于其应用。客户应验证并测试其设计，以确保系统功能。
10.1 应用信息
DRV8411A 用于有刷直流或步进电机控制，如以下应用示例所示。
10.1.1 典型应用
用户可以为步进电机、双BDC 或单BDC 电机应用配置DRV8411A，如本节所述。
10.1.1.1 步进电机应用
图10-1 显示了DRV8411A 器件驱动步进电机的典型应用。
VM
+
CBULK
10 µF
VMCU
100 nF
DRV8411A
PWM
PWM
AIN1
AIN2
AOUT1
AOUT2
Stepper
PWM
PWM
BIN1
BIN2
BOUT1
BOUT2
O
nSLEEP
VREF
VMCU
Microcontroller
(MCU)
AIPROPI
BIPROPI
PGNDA
PGNDB
I
nFAULT
图10-1. DRV8411A 驱动步进电机的典型应用原理图
10.1.1.1.1 设计要求
表10-1 列出了系统设计的设计输入参数。
表10-1. 设计参数
基准
设计参数
示例值
VM
11V
电机电源电压
电机绕组电阻
电机绕组电感
目标跳变电流
RL
LL
34Ω/相
33mH/相
500mA
ITRIP
10.1.1.1.2 详细设计过程
10.1.1.1.2.1 步进电机转速
配置 DRV8411A 时，第一步需要确定所需的电机转速和步进级别。该器件可使用 PWM 接口支持全步进和半步进
模式。
如果目标电机转速过高，则电机不会旋转。确保电机可以支持目标转速。
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对于所需的电机转速(v)、微步进级别(nm) 和电机全步进角(θstep)，
v(rpm) ì nm steps ì 360è /rot
(
)
ƒstep (steps / s) =
qstep è / step ì 60 s / min
(4)
10.1.1.1.2.2 电流调节
跳变电流 (ITRIP) 是通过任一绕组驱动的最大电流。此设置决定了步进电机在全步进或半步进控制方案下运行时将
产生的扭矩量。对于500mA 的ITRIP 值，检测电阻(RxIPROPI) 的值如方程式5 所示进行计算。
RAIPROPI = RBIPROPI = VVREF (V)/[ITRIP (A) x AIPROPI (μA/A)] = 3.3/[0.5 x 0.0002] = 33kΩ
为检测电阻选择最接近的可用值33kΩ。
(5)
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10.1.1.1.2.3 步进模式
DRV8411A 用于通过以下桥配置，以全步进模式或非循环半步进模式驱动步进电机：
• 全步进模式
• 慢速衰减下的半步进模式
• 快速衰减下的半步进模式
10.1.1.1.2.3.1 全步进运行
在全步进模式下，全桥以两种模式（正向或反向模式）中的任意一种模式运行，两个绕组之间的相移为90°。全步
进是在固件中实现的更简单的步进控制模式，可在高速下提供更佳性能。
控制器将PWM 输入施加到AIN1、AIN2、BIN1 和BIN2 引脚上（如图10-2 所示），并且驱动器仅在正向(FRW)
和反向(REV) 模式下运行。
90o
Phase
AIN1
AIN2
BIN1
BIN2
AOUT12 FRW
AOUT12 FRW
AOUT12
BOUT12
AOUT12 REV
AOUT12 REV
BOUT12 FRW
BOUT12 FRW
BOUT12 REV
BOUT12 REV
Time
图10-2. 全步进时序图
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10.1.1.1.2.3.2 快速衰减下的半步进运行
在半步进模式下，全桥以三种模式（正向、反向或滑行模式）之一运行，以将转子定位在两个全步进位置之间的
中间位置。滑行状态允许电机绕组中的电流快速衰减至0A。这种模式最适用于高速半步进时。
控制器将 PWM 输入施加到 AIN1、AIN2、BIN1 和BIN2 引脚上（如图10-3 所示），并且驱动器仅在正向、反向
和滑行模式下运行。
45o
Phase
AIN1
AIN2
BIN1
BIN2
AOUT12 FRW
AOUT12 FRW
AOUT12
BOUT12
AOUT12 REV
AOUT12 REV
BOUT12 FRW
BOUT12 FRW
BOUT12 REV
BOUT12 REV
Time
图10-3. 快速衰减下的半步进时序图
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10.1.1.1.2.3.3 慢速衰减下的半步进运行
在这种半步进模式下，驱动器使用慢速衰减控制状态（对于 BDC 驱动，称为“制动模式”）实现 0A 状态。因
此，全桥以三种模式（正向、反向或制动/慢速衰减模式）之一运行，以将转子定位在两个全步进位置之间的中间
位置。慢速衰减状态允许电机绕组中的电流缓慢衰减至 0A。此模式最适合在低速半步进时使用，可能有助于减少
步进噪声和振动。
控制器将 PWM 输入施加到 AIN1、AIN2、BIN1 和BIN2 引脚上（如图10-4 所示），并且驱动器在正向、反向和
制动模式下运行。
45o
Phase
AIN1
AIN2
BIN1
BIN2
AOUT12 FRW
AOUT12 FRW
AOUT12
BOUT12
AOUT12 REV
AOUT12 REV
BOUT12 FRW
BOUT12 FRW
BOUT12 REV
BOUT12 REV
Time
图10-4. 慢速衰减下的半步进时序图
10.1.1.1.3 应用曲线
Ch 1 = AIN1，Ch 2 = AIN2，Ch 3 = BIN1，Ch 4 = BIN2，Ch 5 = AOUT12，Ch 6 = BOUT12，Ch 7 = AOUT12
电流，Ch 8 = BOUT12 电流
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图10-5. 步进电机全步进运行
图10-6. 快速衰减下的步进电机半步进运行
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图10-7. 慢速衰减下的步进电机半步进运行
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10.1.1.2 双BDC 电机应用
图10-8 显示了用于驱动两个BDC 电机的DRV8411A 的典型应用。
VM
+
CBULK
10 µF
VMCU
100 nF
VMCU
DRV8411A
Microcontroller
(MCU)
NC
nFAULT
NC
I
BDC
BDC
AOUT1
PWM
PWM
AIN1
AIN2
AOUT2
BOUT1
PWM
PWM
BIN1
BIN2
O
nSLEEP
BOUT2
ADC
ADC
AIPROPI
BIPROPI
PGNDA
PGNDB
图10-8. 驱动两个BDC 电机的器件的典型应用原理图
10.1.1.2.1 设计要求
表10-2 列出了系统设计的设计输入参数。
表10-2. 设计参数
设计参数
基准
示例值
VM
RL
7V
电机电源电压
7.8Ω
500 µH
600mA
900 mA
1A
电机绕组电阻
LL
电机绕组电感
IRMS
ISTART
ITRIP
VTRIP
电机均方根电流
电机启动电流
目标跳变电流
200mV
跳变电流基准电压（内部电压）
10.1.1.2.2 详细设计过程
10.1.1.2.2.1 电机电压
应用中使用的电机电压取决于所选电机的额定值和所需的每分钟转数 (RPM)。电压越高，有刷直流电机就旋转得
越快，同时将相同的PWM 占空比应用于功率FET。更高的电压也会增加通过感应电机绕组的电流变化率。
10.1.1.2.2.2 电流调节
跳变电流 (ITRIP) 是通过任一绕组驱动的最大电流。由于电机的峰值电流（启动电流）为 900mA，因此选择的
ITRIP 电流电平刚好大于峰值电流。本例选择的 ITRIP 值为 1A。因此，可使用方程式 6 来选择连接到 AIPROPI 和
BIPROPI 引脚的检测电阻（RAIPROPI 和RBIPROPI）的值。
RAIPROPI = RBIPROPI = VVREF (V)/[ITRIP (A) x AIPROPI (μA/A)] = 3.3/[1 x 0.0002] = 16.5kΩ
10.1.1.2.3 应用曲线
(6)
Ch 1 = AOUT2，Ch 2 = BIN2，Ch 3 = AIN1，Ch 4 = BOUT1，Ch 6 = AIN2，Ch 7 = AOUT12 电流，Ch M7 =
BOUT12 电流
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图10-9. 无电流调节
图10-10. 电流调节
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10.1.1.3 散热注意事项
10.1.1.3.1 最大输出电流
在实际运行中，电机驱动器可实现的最大输出电流是内核温度的函数。这反过来又受到环境温度和PCB 设计的很
大影响。基本上，最大电机电流将是导致以下功率耗散水平的电流量：该功率耗散水平与封装和 PCB 的热阻一
起，将内核保持在足够低的温度以防止热关断。
数据表中给出的耗散额定值可用作指南，以计算几种不同 PCB 结构在不进入热关断状态的情况下可能实现的近似
最大功率耗散。然而，为了获得准确的数据，必须通过测量或热仿真来分析实际的PCB 设计。
10.1.1.3.2 功率耗散
器件中的功率耗散主要由输出 FET 电阻或 RDS(ON) 中耗散的直流功率决定。PWM 开关损耗会导致耗散额外的功
率，具体取决于PWM 频率、上升和下降时间以及VM 电源电压。
一个H 桥的直流功率耗散可通过方程式7 大致估算。
2
2
PTOT = HS œ R
ì IOUT(RMS) + LS œ R
ì IOUT(RMS)
DS(ON)
DS(ON)
(7)
其中
• PTOT 是总功率耗散
• HS - RDS(ON) 是高侧FET 的电阻
• LS - RDS(ON) 是低侧FET 的电阻
• IOUT(RMS) 是施加到电机的RMS 输出电流
R
DS(ON) 随温度升高而增加，因此随着器件发热，功率耗散也会增大。在估算最大输出电流时必须考虑这一点。
10.1.1.3.3 热性能
数据表指定的结至环境热阻 RθJA 主要用于比较各种驱动器或者估算热性能。不过，实际系统性能可能比此值更
好或更差，具体情况取决于 PCB 层叠、布线、过孔数量以及散热焊盘周围的铜面积。驱动器驱动特定电流的时间
长度也会影响功耗和热性能。本节介绍了如何设计稳态和瞬态温度条件。
本节中的数据是按如下标准仿真得出的：
HTSSOP（PWP 封装）
• 2 层PCB（尺寸114.3mm x 76.2mm x 1.6mm），标准FR4，1oz（35mm 铜厚度）或2oz 铜厚度。散热过孔
仅存在于散热焊盘下方（12 个过孔采用4 x 3 阵列，1mm 间距，0.2mm 直径，0.025mm 铜镀层）。
– 顶层：HTSSOP 封装尺寸和铜平面散热器。顶层覆铜区在仿真中有所不同。
– 底层：接地层通过驱动器的散热焊盘下方的过孔进行热连接。底层铜面积随顶层铜面积而变化。
• 4 层PCB（尺寸114.3mm x 76.2mm x 1.6mm），标准FR4。外侧平面具有1oz（35mm 覆铜厚度）或2oz
覆铜厚度。内侧平面保持在1oz。散热过孔仅存在于散热焊盘下方（12 个过孔采用4 x 3 阵列，1mm 间距，
0.2mm 直径，0.025mm 铜镀层）。
– 顶层：HTSSOP 封装尺寸和铜平面散热器。顶层铜面积在模拟中有所不同。
– 中间层1：GND 平面通过过孔热连接至散热焊盘。接地平面的面积为74.2mm x 74.2mm。
– 中间层2：电源平面，无热连接。电源平面的面积为74.2mm x 74.2mm。
– 底层：带有小型铜焊盘的信号层，位于驱动器下方，通过来自顶部和内部GND 平面的过孔拼接进行热连
接。底层散热焊盘的尺寸与封装相当(5mm x 4.4mm)。虽然顶部铜平面的尺寸并不固定，但底部焊盘的尺
寸保持不变。
图10-11 显示了HTSSOP 封装的模拟电路板示例。表10-3 显示了每次仿真时使用的不同板尺寸。
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图10-11. HTSSOP PCB 模型顶层
表10-3. 用于16 引脚PWP 封装的尺寸A
铜面积(cm2)
尺寸A（mm）
2
4
16.43
22.23
8
30.59
42.37
16
WQFN（RTE 封装）
• 2 层PCB（尺寸114.3mm x 76.2mm x 1.6mm），标准FR4，1oz（35mm 铜厚度）或2oz 铜厚度。散热过孔
仅存在于封装尺寸下方（5 个过孔，1mm 间距，0.2mm 直径，0.025mm 铜镀层）。
– 顶层：WQFN 封装尺寸和布线。
– 底层：接地层通过封装尺寸下的过孔进行热连接。底层覆铜区在仿真中有所不同。
• 4 层PCB（尺寸114.3mm x 76.2mm x 1.6mm），标准FR4。外侧平面具有1oz（35mm 覆铜厚度）或2oz
覆铜厚度。内侧平面保持在1oz。散热过孔仅存在于封装尺寸下方（5 个过孔，1mm 间距，0.2mm 直径，
0.025mm 铜镀层）。
– 顶层：WQFN 封装尺寸和布线。
– 中间层1：GND 平面通过过孔在封装尺寸下进行热连接。接地平面的面积为74.2mm x 74.2mm。
– 中间层2：电源平面，无热连接。电源平面的面积为74.2mm x 74.2mm。
– 底层：带有小型铜焊盘的信号层，位于驱动器下方，通过来自顶部和内部GND 平面的过孔拼接进行热连
接。底层散热焊盘为1.55mm x 1.55mm。底层散热焊盘的尺寸与封装相同(3mm x 3mm)。底部焊盘的尺寸
保持不变。
图10-12 显示了HTSSOP 封装的模拟电路板示例。表10-4 显示了每次仿真时使用的不同板尺寸。
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图10-12. WQFN PCB 模型顶层
表10-4. 用于16 引脚RTE 封装的尺寸A
铜面积(cm2)
尺寸A（mm）
2
4
14.14
20.00
28.28
40.00
8
16
10.1.1.3.3.1 稳态热性能
“稳态”条件假设电机驱动器在很长一段时间内以恒定的RMS 电流工作。本部分中的图显示了RθJA 和ΨJB（结
至电路板特征参数）如何随 PCB 的铜面积、覆铜厚度和 层数而变化。铜面积越大、层数越多、铜平面越厚，
RθJA 和ΨJB 就越小，表明PCB 布局的热性能越强。
90
4 layer, 2 oz
4 layer, 1 oz
2 layer, 2 oz
2 layer, 1 oz
80
70
60
50
40
30
20
2
4
6
8
10
12
14
16
Copper area (cm2)
图10-13. HTSSOP、PCB 结至环境热阻与铜面积间的关系
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17
16
15
14
13
12
11
4 layer, 2 oz
4 layer, 1 oz
2 layer, 2 oz
2 layer, 1 oz
2
4
6
8
10
12
14
14
14
16
Copper area (cm2)
图10-14. HTSSOP、结至电路板特征参数与铜面积间的关系
120
115
110
105
100
95
2 layer, 2 oz
2 layer, 1 oz
90
85
80
75
70
2
4
6
8
10
12
16
Bottom layer copper area (cm2)
图10-15. WQFN、PCB 结至环境热阻与铜面积间的关系
34.5
34
2 layer, 2 oz
2 layer, 1 oz
33.5
33
32.5
32
31.5
31
30.5
30
29.5
29
28.5
2
4
6
8
10
12
16
Bottom layer copper area (cm2)
图10-16. WQFN、结至电路板特征参数与铜面积间的关系
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10.1.1.3.3.2 瞬态热性能
电机驱动器可能会遇到不同的瞬态驱动条件，导致大电流在短时间内流动。这些条件可能包括
• 转子最初静止时的电机启动。
• 电机输出之一的电源或接地短路且触发过流保护时的故障条件。
• 在有限的时间内为电机或螺线管短暂通电，然后再断电。
对于这些瞬态情况，除了铜面积和覆铜厚度之外，驱动持续时间是影响热性能的另一个因素。在瞬态情况中，热
阻抗参数 ZθJA 表示结至环境热性能。本部分中的图显示了 HTSSOP 封装和 WQFN 封装的 1oz 和 2oz 铜布局的
模拟热阻抗。这些图表表明，短电流脉冲具有更好的热性能。对于更短的驱动时间，器件的裸片尺寸和封装决定
了热性能。对于更长的驱动脉冲，电路板布局布线对热性能的影响更大。这两个图表都显示了随着驱动脉冲持续
时间的增加，层数和覆铜区导致的热阻抗分裂曲线。可以将长脉冲视为稳态性能。
100
2 layer, 4 cm2
4 layer, 4 cm2
70
2 layer, 8 cm2
50
4 layer, 8 cm2
2 layer, 16 cm2
40
4 layer, 16 cm2
30
20
10
7
5
4
3
2
1
0.001 0.002 0.005 0.01 0.02
0.05 0.1
0.2 0.3 0.50.7 1
2
3
4 5 67810
20 30 50 70100 200300 500 1000
Pulse duration (s)
图10-17. 1oz 铜布局的HTSSOP 封装结至环境热阻抗
100
70
2 layer, 4 cm2
4 layer, 4 cm2
2 layer, 8 cm2
4 layer, 8 cm2
2 layer, 16 cm2
4 layer, 16 cm2
50
40
30
20
10
7
5
4
3
2
1
0.001 0.002 0.005 0.01 0.02
0.05 0.1
0.2 0.3 0.50.7 1
2
3
4 5 67810
20 30 50 70100 200300 500 1000
Pulse duration (s)
图10-18. 2oz 铜布局的HTSSOP 封装结至环境热阻抗
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200
2 layer, 4 cm2
2 layer, 8 cm2
2 layer, 16 cm2
100
70
50
40
30
20
10
7
5
4
3
2
1
0.001 0.002 0.005 0.01 0.02
0.05 0.1
0.2 0.3 0.50.7 1
2
3
4 5 67810
20 30 50 70100 200300 500 1000
Pulse duration (s)
图10-19. 1oz 铜布局的WQFN 封装结至环境热阻抗
100
70
2 layer, 4 cm2
2 layer, 8 cm2
2 layer, 16 cm2
50
40
30
20
10
7
5
4
3
2
1
0.001 0.002 0.005 0.01 0.02
0.05 0.1
0.2 0.3 0.50.7 1
2
3
4 5 67810
20 30 50 70100 200300 500 1000
Pulse duration (s)
图10-20. 2oz 铜布局的WQFN 封装结至环境热阻抗
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11 电源相关建议
11.1 大容量电容
配备合适的局部大容量电容是电机驱动系统设计中的一项重要因素。使用更多的大容量电容通常是有益的，但缺
点是增加了成本和物理尺寸。
所需的局部电容数量取决于多种因素，包括：
• 电机系统所需的最高电流
• 电容和拉电流的能力
• 电源和电机系统之间的寄生电感量
• 可接受的电压纹波
• 使用的电机类型（有刷直流、无刷直流、步进电机）
• 电机制动方法
电源与电机驱动系统之间的电感限制了电流随着电源而变化的速率。如果局部大容量电容太小，系统会响应电机
电压变化带来的过大的电流需求或转储。当使用足够大的大容量电容时，电机电压保持稳定，并且可以快速提供
大电流。
数据表通常会给出建议值，但需要进行系统级测试来确定大小适中的大容量电容。
Parasitic Wire
Inductance
Motor Drive System
Power Supply
VM
+
Motor
Driver
+
œ
GND
Local
Bulk Capacitor
IC Bypass
Capacitor
图11-1. 带外部电源的电机驱动系统示例设置
大容量电容的额定电压应高于工作电压，以便在电机向电源传递能量时提供裕度。
11.2 电源和逻辑时序
为 DRV8411A 通电没有特定的顺序。在施加 VM 之前，数字输入信号的存在是可以接受的。在将 VM 施加到
DRV8411A 后，该器件将根据控制引脚的状态开始运行。
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12 布局
12.1 布局指南
由于 DRV8411A 器件已集成了能够驱动大电流的功率 MOSFET，因此，应特别注意布局设计和外部元件放置。
下面提供了一些设计和布局指南。有关布局建议的更多信息，请参阅应用手册电机驱动器电路板布局最佳实践。
• VM 至GND 应使用低ESR 陶瓷电容器。建议使用X5R 和X7R 类型的电容器。
• VM 电源电容器应放置在尽可能靠近器件的位置，以尽可能减少环路电感。
• VM 电源大容量电容器可以是陶瓷电容器或电解电容器，但也应尽可能靠近器件放置，以最大限度减小回路电
感。
• VM、xOUTx 和GND 引脚承载着从电源传输到输出，然后重新传回到接地的大电流。对于这些迹线，应使用
厚金属布线（如果可行）。
• GND 应直接连接到PCB 接地平面上。
• 应通过热过孔将器件散热焊盘连接到PCB 顶层接地平面和内部接地平面（如果可用），以获得最强的PCB 散
热能力。
• 应尽可能扩大连接到散热焊盘的铜平面面积，以确保获得最佳散热效果。
12.2 布局示例
VREF
AOUT1
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
AIN1
AIN2
PGNDA
AOUT2
BOUT2
AIPROPI
GND
RAIPROPI
Thermal
Pad
100 nF
VM
PGNDB
BOUT1
nFAULT
BIPROPI
BIN2
CBULK
RBIPROPI
BIN1
VMCU
图12-1. PWP (HTSSOP) 封装的建议布局示例
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GND
GND
APGND
AOUT2
BOUT2
BPGND
1
2
3
4
12
11
10
9
AIPROPI
RAIPROPI
Thermal
Pad
100 nF
GND
VM
GND
BIPROPI
RBIPROPI
CBULK
GND
GND
VMCU
图12-2. RTE (WQFN) 封装的建议布局示例
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13 器件和文档支持
13.1 文档支持
13.1.1 相关文档
请参阅如下相关文档：
• 德州仪器（TI），计算电机驱动器的功耗应用报告
• 德州仪器（TI），PowerPAD™ 速成应用报告
• 德州仪器（TI），PowerPAD™ 热增强型封装应用报告
• 德州仪器（TI），了解电机驱动器电流额定值应用报告
• 德州仪器（TI），电机驱动器电路板布局最佳实践应用报告
13.2 接收文档更新通知
要接收文档更新通知，请导航至 ti.com 上的器件产品文件夹。点击右上角的订阅最新信息 进行注册，即可每周接
收产品信息更改摘要。有关更改的详细信息，请查看任何已修订文档中包含的修订历史记录。
13.3 社区资源
TI E2E™ 中文支持论坛是工程师的重要参考资料，可直接从专家处获得快速、经过验证的解答和设计帮助。搜索
现有解答或提出自己的问题，获得所需的快速设计帮助。链接的内容由各个贡献者“按原样”提供。这些内容并
不构成TI 技术规范，并且不一定反映TI 的观点；请参阅TI 的使用条款。
13.4 商标
所有商标均为其各自所有者的财产。
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14 机械、封装和可订购信息
下述页面包含机械、封装和订购信息。这些信息是指定器件可用的最新数据。数据如有变更，恕不另行通知，且
不会对此文档进行修订。有关此数据表的浏览器版本，请查阅左侧的导航栏。
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PACKAGE OUTLINE
PWP0016-C01
PowerPADTM TSSOP - 1.2 mm max height
S
C
A
L
E
2
.
5
0
0
SMALL OUTLINE PACKAGE
6.6
6.2
C
TYP
A
PIN 1 INDEX
AREA
0.1 C
SEATING
PLANE
14X 0.65
16
1
2X
5.1
4.9
4.55
NOTE 3
8
9
0.30
16X
4.5
4.3
B
0.19
0.1
C A B
SEE DETAIL A
ALTERNATE THERMAL PAD DIMENSIONS
DIM A
DIM B
OPTION
(MAX/MIN)
(MAX/MIN)
01
02
2.46/1.75
2.5/1.8
2.31/1.75
2.64/1.94
(0.15) TYP
2X 0.95 MAX
NOTE 5
4X (0.3)
8
9
2X 0.23 MAX
NOTE 5
17
DIM B
0.25
1.2 MAX
GAGE PLANE
0.15
0.05
0.75
0.50
0 -8
16
1
A
20
DETAIL A
TYPICAL
THERMAL
PAD
DIM A
4229315/A 12/2022
PowerPAD is a trademark of Texas Instruments.
NOTES:
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing
per ASME Y14.5M.
2. This drawing is subject to change without notice.
3. This dimension does not include mold flash, protrusions, or gate burrs. Mold flash, protrusions, or gate burrs shall not
exceed 0.15 mm per side.
4. Reference JEDEC registration MO-153.
5. Features may differ or may not be present.
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EXAMPLE BOARD LAYOUT
PWP0016-C01
PowerPADTM TSSOP - 1.2 mm max height
SMALL OUTLINE PACKAGE
(3.4)
NOTE 9
(2.5)
16X (1.5)
METAL COVERED
BY SOLDER MASK
SYMM
1
16X (0.45)
16
(1.2) TYP
(2.64)
(R0.05) TYP
SYMM
17
(5)
NOTE 9
(0.6)
14X (0.65)
(
0.2) TYP
VIA
9
8
SOLDER MASK
DEFINED PAD
(1) TYP
SEE DETAILS
(5.8)
LAND PATTERN EXAMPLE
EXPOSED METAL SHOWN
SCALE: 10X
SOLDER MASK
OPENING
METAL UNDER
SOLDER MASK
SOLDER MASK
OPENING
METAL
EXPOSED METAL
EXPOSED METAL
0.05 MAX
ALL AROUND
0.05 MIN
ALL AROUND
NON-SOLDER MASK
DEFINED
SOLDER MASK
DEFINED
15.000
SOLDER MASK DETAILS
4229315/A 12/2022
NOTES: (continued)
6. Publication IPC-7351 may have alternate designs.
7. Solder mask tolerances between and around signal pads can vary based on board fabrication site.
8. This package is designed to be soldered to a thermal pad on the board. For more information, see Texas Instruments literature
numbers SLMA002 (www.ti.com/lit/slma002) and SLMA004 (www.ti.com/lit/slma004).
9. Size of metal pad may vary due to creepage requirement.
10. Vias are optional depending on application, refer to device data sheet. It is recommended that vias under paste be filled, plugged
or tented.
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EXAMPLE STENCIL DESIGN
PWP0016-C01
PowerPADTM TSSOP - 1.2 mm max height
SMALL OUTLINE PACKAGE
(2.5)
BASED ON
0.125 THICK
STENCIL
16X (1.5)
METAL COVERED
BY SOLDER MASK
1
16
16X (0.45)
(R0.05) TYP
SYMM
(2.64)
BASED ON
0.125 THICK
STENCIL
17
14X (0.65)
9
8
SYMM
(5.8)
SEE TABLE FOR
DIFFERENT OPENINGS
FOR OTHER STENCIL
THICKNESSES
SOLDER PASTE EXAMPLE
BASED ON 0.125 mm THICK STENCIL
SCALE: 10X
STENCIL
THICKNESS
SOLDER STENCIL
OPENING
0.1
2.80 X 2.95
2.5 X 2.64 (SHOWN)
2.28 X 2.41
0.125
0.15
0.175
2.11 X 2.23
4229315/A 12/2022
NOTES: (continued)
11. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release. IPC-7525 may have alternate
design recommendations.
12. Board assembly site may have different recommendations for stencil design.
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14.1 卷带封装信息
REEL DIMENSIONS
TAPE DIMENSIONS
K0
P1
W
B0
Reel
Diameter
Cavity
A0
A0 Dimension designed to accommodate the component width
B0 Dimension designed to accommodate the component length
K0 Dimension designed to accommodate the component thickness
Overall width of the carrier tape
W
P1 Pitch between successive cavity centers
Reel Width (W1)
QUADRANT ASSIGNMENTS FOR PIN 1 ORIENTATION IN TAPE
Sprocket Holes
Q1 Q2
Q3 Q4
Q1 Q2
Q3 Q4
User Direction of Feed
Pocket Quadrants
卷带
宽度W1
（mm）
A0
（mm）
B0
（mm）
K0
（mm）
P1
（mm）
W
Pin1
象限
卷带
直径（mm）
封装
类型
SPQ
器件
封装图
引脚
（mm）
DRV8411A
DRV8411A
WQFN
RTE
16
16
5000
3000
330
330
12.4
12.4
3.3
6.9
3.3
5.6
1.1
1.6
8
8
12
12
Q2
Q1
HTSSOP
PWP
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TAPE AND REEL BOX DIMENSIONS
Width (mm)
H
W
L
SPQ
3000
5000
长度（mm） 宽度（mm）
高度（mm）
器件
封装类型
HTSSOP
WQFN
封装图
PWP
RTE
引脚
16
DRV8411A
DRV8411A
356
367
356
367
35
35
16
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PACKAGE OPTION ADDENDUM
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PACKAGING INFORMATION
Orderable Device
Status Package Type Package Pins Package
Eco Plan
Lead finish/
Ball material
MSL Peak Temp
Op Temp (°C)
Device Marking
Samples
Drawing
Qty
(1)
(2)
(3)
(4/5)
(6)
DRV8411ARTER
ACTIVE
ACTIVE
WQFN
RTE
16
16
5000 RoHS & Green
3000 TBD
NIPDAU
Level-1-260C-UNLIM
Call TI
-40 to 125
-40 to 125
8411A
Samples
Samples
PDRV8411APWPR
HTSSOP
PWP
Call TI
(1) The marketing status values are defined as follows:
ACTIVE: Product device recommended for new designs.
LIFEBUY: TI has announced that the device will be discontinued, and a lifetime-buy period is in effect.
NRND: Not recommended for new designs. Device is in production to support existing customers, but TI does not recommend using this part in a new design.
PREVIEW: Device has been announced but is not in production. Samples may or may not be available.
OBSOLETE: TI has discontinued the production of the device.
(2) RoHS: TI defines "RoHS" to mean semiconductor products that are compliant with the current EU RoHS requirements for all 10 RoHS substances, including the requirement that RoHS substance
do not exceed 0.1% by weight in homogeneous materials. Where designed to be soldered at high temperatures, "RoHS" products are suitable for use in specified lead-free processes. TI may
reference these types of products as "Pb-Free".
RoHS Exempt: TI defines "RoHS Exempt" to mean products that contain lead but are compliant with EU RoHS pursuant to a specific EU RoHS exemption.
Green: TI defines "Green" to mean the content of Chlorine (Cl) and Bromine (Br) based flame retardants meet JS709B low halogen requirements of <=1000ppm threshold. Antimony trioxide based
flame retardants must also meet the <=1000ppm threshold requirement.
(3) MSL, Peak Temp. - The Moisture Sensitivity Level rating according to the JEDEC industry standard classifications, and peak solder temperature.
(4) There may be additional marking, which relates to the logo, the lot trace code information, or the environmental category on the device.
(5) Multiple Device Markings will be inside parentheses. Only one Device Marking contained in parentheses and separated by a "~" will appear on a device. If a line is indented then it is a continuation
of the previous line and the two combined represent the entire Device Marking for that device.
(6)
Lead finish/Ball material - Orderable Devices may have multiple material finish options. Finish options are separated by a vertical ruled line. Lead finish/Ball material values may wrap to two
lines if the finish value exceeds the maximum column width.
Important Information and Disclaimer:The information provided on this page represents TI's knowledge and belief as of the date that it is provided. TI bases its knowledge and belief on information
provided by third parties, and makes no representation or warranty as to the accuracy of such information. Efforts are underway to better integrate information from third parties. TI has taken and
continues to take reasonable steps to provide representative and accurate information but may not have conducted destructive testing or chemical analysis on incoming materials and chemicals.
TI and TI suppliers consider certain information to be proprietary, and thus CAS numbers and other limited information may not be available for release.
In no event shall TI's liability arising out of such information exceed the total purchase price of the TI part(s) at issue in this document sold by TI to Customer on an annual basis.
Addendum-Page 1
PACKAGE OPTION ADDENDUM
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11-Jul-2023
Addendum-Page 2
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
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11-Jul-2023
TAPE AND REEL INFORMATION
REEL DIMENSIONS
TAPE DIMENSIONS
K0
P1
W
B0
Reel
Diameter
Cavity
A0
A0 Dimension designed to accommodate the component width
B0 Dimension designed to accommodate the component length
K0 Dimension designed to accommodate the component thickness
Overall width of the carrier tape
W
P1 Pitch between successive cavity centers
Reel Width (W1)
QUADRANT ASSIGNMENTS FOR PIN 1 ORIENTATION IN TAPE
Sprocket Holes
Q1 Q2
Q3 Q4
Q1 Q2
Q3 Q4
User Direction of Feed
Pocket Quadrants
*All dimensions are nominal
Device
Package Package Pins
Type Drawing
SPQ
Reel
Reel
A0
B0
K0
P1
W
Pin1
Diameter Width (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Quadrant
(mm) W1 (mm)
DRV8411ARTER
WQFN
RTE
16
5000
330.0
12.4
3.3
3.3
1.1
8.0
12.0
Q2
Pack Materials-Page 1
PACKAGE MATERIALS INFORMATION
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11-Jul-2023
TAPE AND REEL BOX DIMENSIONS
Width (mm)
H
W
L
*All dimensions are nominal
Device
Package Type Package Drawing Pins
WQFN RTE 16
SPQ
Length (mm) Width (mm) Height (mm)
367.0 367.0 35.0
DRV8411ARTER
5000
Pack Materials-Page 2
GENERIC PACKAGE VIEW
RTE 16
3 x 3, 0.5 mm pitch
WQFN - 0.8 mm max height
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD
This image is a representation of the package family, actual package may vary.
Refer to the product data sheet for package details.
4225944/A
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PACKAGE OUTLINE
RTE0016C
WQFN - 0.8 mm max height
S
C
A
L
E
3
.
6
0
0
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD
3.1
2.9
B
A
PIN 1 INDEX AREA
3.1
2.9
SIDE WALL
METAL THICKNESS
DIM A
OPTION 1
0.1
OPTION 2
0.2
C
0.8 MAX
SEATING PLANE
0.08
0.05
0.00
1.68 0.07
(DIM A) TYP
5
8
EXPOSED
THERMAL PAD
12X 0.5
4
9
4X
SYMM
17
1.5
1
12
0.30
16X
0.18
PIN 1 ID
(OPTIONAL)
13
16
0.1
C A B
SYMM
0.05
0.5
0.3
16X
4219117/B 04/2022
NOTES:
1. All linear dimensions are in millimeters. Any dimensions in parenthesis are for reference only. Dimensioning and tolerancing
per ASME Y14.5M.
2. This drawing is subject to change without notice.
3. The package thermal pad must be soldered to the printed circuit board for thermal and mechanical performance.
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EXAMPLE BOARD LAYOUT
RTE0016C
WQFN - 0.8 mm max height
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD
(
1.68)
SYMM
13
16
16X (0.6)
1
12
16X (0.24)
SYMM
(2.8)
17
(0.58)
TYP
12X (0.5)
9
4
(
0.2) TYP
VIA
5
8
(R0.05)
ALL PAD CORNERS
(0.58) TYP
(2.8)
LAND PATTERN EXAMPLE
EXPOSED METAL SHOWN
SCALE:20X
0.07 MIN
ALL AROUND
0.07 MAX
ALL AROUND
SOLDER MASK
OPENING
METAL
EXPOSED
METAL
EXPOSED
METAL
SOLDER MASK
OPENING
METAL UNDER
SOLDER MASK
NON SOLDER MASK
SOLDER MASK
DEFINED
DEFINED
(PREFERRED)
SOLDER MASK DETAILS
4219117/B 04/2022
NOTES: (continued)
4. This package is designed to be soldered to a thermal pad on the board. For more information, see Texas Instruments literature
number SLUA271 (www.ti.com/lit/slua271).
5. Vias are optional depending on application, refer to device data sheet. If any vias are implemented, refer to their locations shown
on this view. It is recommended that vias under paste be filled, plugged or tented.
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EXAMPLE STENCIL DESIGN
RTE0016C
WQFN - 0.8 mm max height
PLASTIC QUAD FLATPACK - NO LEAD
(
1.55)
16
13
16X (0.6)
1
12
16X (0.24)
17
SYMM
(2.8)
12X (0.5)
9
4
METAL
ALL AROUND
5
8
SYMM
(2.8)
(R0.05) TYP
SOLDER PASTE EXAMPLE
BASED ON 0.125 mm THICK STENCIL
EXPOSED PAD 17:
85% PRINTED SOLDER COVERAGE BY AREA UNDER PACKAGE
SCALE:25X
4219117/B 04/2022
NOTES: (continued)
6. Laser cutting apertures with trapezoidal walls and rounded corners may offer better paste release. IPC-7525 may have alternate
design recommendations.
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重要声明和免责声明
TI“按原样”提供技术和可靠性数据（包括数据表）、设计资源（包括参考设计）、应用或其他设计建议、网络工具、安全信息和其他资源，
不保证没有瑕疵且不做出任何明示或暗示的担保，包括但不限于对适销性、某特定用途方面的适用性或不侵犯任何第三方知识产权的暗示担
保。
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