ZHCSLY0B August   2022  – October 2023 DRV8962

PRODUCTION DATA  

  1.   1
  2. 1 特性
  3. 2 应用
  4. 3 说明
  5. 4 修订历史记录
  6. 5 引脚配置和功能
  7. 6 规格
    1. 6.1 绝对最大额定值
    2. 6.2 ESD 等级
    3. 6.3 建议运行条件
    4. 6.4 热性能信息
    5. 6.5 电气特性
    6. 6.6 典型特性
  8. 7 详细说明
    1. 7.1  概述
    2. 7.2  功能方框图
    3. 7.3  特性说明
    4. 7.4  独立半桥运行
    5. 7.5  电流检测和调节
      1. 7.5.1 电流检测和反馈
      2. 7.5.2 使用外部电阻器进行电流检测
      3. 7.5.3 电流调节
    6. 7.6  电荷泵
    7. 7.7  线性稳压器
    8. 7.8  VCC 电压电源
    9. 7.9  逻辑电平引脚图
    10. 7.10 保护电路
      1. 7.10.1 VM 欠压锁定 (UVLO)
      2. 7.10.2 VCP 欠压锁定 (CPUV)
      3. 7.10.3 逻辑电源上电复位 (POR)
      4. 7.10.4 过流保护 (OCP)
      5. 7.10.5 热关断 (OTSD)
      6. 7.10.6 nFAULT 输出
      7. 7.10.7 故障条件汇总
    11. 7.11 器件功能模式
      1. 7.11.1 睡眠模式
      2. 7.11.2 工作模式
      3. 7.11.3 nSLEEP 复位脉冲
      4. 7.11.4 功能模式汇总
  9. 8 应用和实现
    1. 8.1 应用信息
      1. 8.1.1 驱动螺线管负载
        1. 8.1.1.1 螺线管驱动器典型应用
        2. 8.1.1.2 热计算
          1. 8.1.1.2.1 功率损耗计算
          2. 8.1.1.2.2 结温估算
        3. 8.1.1.3 应用性能曲线图
      2. 8.1.2 驱动步进电机
        1. 8.1.2.1 步进驱动器典型应用
        2. 8.1.2.2 功率损耗计算
        3. 8.1.2.3 结温估算
      3. 8.1.3 驱动有刷直流电机
        1. 8.1.3.1 有刷直流驱动器典型应用
        2. 8.1.3.2 功率损耗计算
        3. 8.1.3.3 结温估算
        4. 8.1.3.4 驱动单个有刷直流电机
      4. 8.1.4 驱动热电冷却器 (TEC)
      5. 8.1.5 驱动无刷直流电机
  10. 9 封装散热注意事项
    1. 9.1 DDW 封装
      1. 9.1.1 热性能
        1. 9.1.1.1 稳态热性能
        2. 9.1.1.2 瞬态热性能
    2. 9.2 DDV 封装
    3. 9.3 PCB 材料推荐
  11. 10电源相关建议
    1. 10.1 大容量电容
    2. 10.2 电源
  12. 11布局
    1. 11.1 布局指南
    2. 11.2 布局示例
  13. 12器件和文档支持
    1. 12.1 相关文档
    2. 12.2 接收文档更新通知
    3. 12.3 支持资源
    4. 12.4 商标
    5. 12.5 静电放电警告
    6. 12.6 术语表
  14. 13机械、封装和可订购信息
    1. 13.1 卷带封装信息

封装选项

机械数据 (封装 | 引脚)
散热焊盘机械数据 (封装 | 引脚)
订购信息

8.1.4 驱动热电冷却器 (TEC)

热电冷却器 (TEC) 的工作原理是珀耳帖效应。当在 TEC 两端施加电压时，直流电流流经半导体的接合处，导致温差。热量从 TEC 的一侧传递到另一侧，这会在 TEC 元件上产生“热”侧和“冷”侧。如果直流电流反向，则热侧和冷侧会互换。

调制流经 TEC 的电流的一种常见方法是，使用 PWM 驱动并通过改变导通和关断占空比来改变平均电流。为实现通过单电源进行加热和冷却，需要使用 H 桥拓扑。DRV8962 可以驱动两个 H 桥，从而以高达 5A 的电流双向驱动两个 TEC。还可以将一对半桥并联在一起，从而驱动电流高达 10A 的单个 TEC。

DRV8962 还具有精度为 ±3.5 % 的集成电流检测和电流检测输出 (IPROPI)，无需在闭环控制拓扑中使用两个外部分流电阻器，从而节省了物料清单成本和空间。图 8-8 显示了连接至 DRV8962 驱动器的两个 TEC 的原理图。

GUID-20220705-SS0I-FGSB-NNV0-5KLHPHNR6Z8Z-low.svg图 8-8 驱动两个 TEC

图 8-9 显示了使用更高电流驱动一个 TEC 的原理图。

GUID-20220705-SS0I-PVTF-4C67-J7JCMJSBHKNG-low.svg图 8-9 使用更高电流驱动一个 TEC

连接至输出节点的 LC 滤波器将 DRV8962 的 PWM 输出转换为 TEC 两端的低纹波直流电压。需要使用滤波器来尽可能减小纹波电流，因为快速瞬变（例如，方波电源）会缩短 TEC 的寿命。建议最大纹波电流小于最大电流的 10%。TEC 两端的最大温差随着纹波电流的增加而减小，其计算公式如下：

方程式 20. ΔT = ΔTMAX/(1 + N2)

其中，ΔT 是实际温差，ΔTMAX 是 TEC 数据表中指定的最大可能温差，N 是纹波和最大电流之间的比率。N 不应大于 0.1。

选择输入 PWM 频率时，需要在开关损耗与使用较小的电感器和电容器之间进行权衡。高 PWM 频率还意味着 TEC 两端的电压受到严格控制，并且 LC 元件的成本可能更低。

二阶低通滤波器的传递函数如下所示：

方程式 21. H (jω) = 1/(1 – (ω/ω0)2 + jω/Qω0)

其中，

ω0 = 1/√(LC)，滤波器谐振频率

Q = 品质因数

ω = DRV8962 输入 PWM 频率

通常选择至少比 PWM 频率低一个数量级的滤波器谐振频率。根据此假设，方程式 20 可以简化为：

H（以 dB 为单位）=–40 log (fS/f0)

其中，f 0 = 1/2π√(LC)，fS 是输入 PWM 开关频率。

  • 如果 L = 10μH 且 C = 22μF，则谐振频率为 10.7kHz。

  • 该谐振频率对应于 100kHz 开关频率下的 39dB 衰减。

  • 对于 VM = 48V 的情况，39dB 衰减意味着 TEC 元件两端的纹波电压将大概为 550mV。

  • 因此，对于电阻为 1.5Ω 的 TEC 元件，流经 TEC 的纹波电流将为 366mA。

  • 在 DRV8962 的 5A 最大输出电流下，366mA 对应于 7.32% 的纹波电流。

  • 根据方程式 20，这将导致 TEC 元件的最大温差降低约 0.5%。

根据电源电压和流经 TEC 元件的直流电流调整 LC 值。DRV8962 支持高达 200kHz 的输入 PWM 频率。在选择输入 PWM 频率之前，必须仔细考虑器件在任何给定环境温度下的功率损耗。

在某些基于 TEC 的加热和冷却系统中，实现闭合的电流环路非常重要。DRV8962 无需外部电流分流电阻器即可实现这一点。内部电流镜用于监测每个半桥的电流，该信息可通过 IPROPI 引脚获得。微控制器可以根据 IPROPI 引脚电压检测和调整 PWM 占空比。驱动两个 TEC 时，将对应半桥的 IPROPI 引脚连接在一起，即可测量 H 桥电流。例如，在图 8-8 所示的原理图中，IPROPI1 和 IPROPI2 连接在一起，IPROPI3 和 IPROPI4 也连接在一起。如图 8-9 所示，仅驱动一个 TEC 时，将所有 IPROPI 引脚连接在一起。

此外，DRV8962 可以通过向器件提供外部电压基准 (VREF) 来调节电流调节跳闸点，从而在内部调节电流。然后，电流环路将在 H 桥（本体）内闭合。