在高可靠性、多通道控制或冗余需求强烈的电机驱动系统中，使用两颗H桥栅极驱动器（例如 DRV8705-Q1 ）驱动同一个电机是一种可行但设计要求较高的架构。这类系统在汽车、工业控制和高端机器人等领域具有广泛应用场景。

本文将从原理设计、潜在风险、防护策略以及失效保护机制几个方面，系统梳理该方案的关键要点，帮助工程师在实现方案时规避常见陷阱，并提升系统稳定性与可维护性。

一、方案原理概述

在该方案中，两个独立的 DRV8705-Q1通过各自外接 H 桥 MOSFET，与同一台直流电机（如有刷 DC 或步进电机绕组）进行连接。

基本工况假设：

• 任意时刻仅有一颗 DRV 工作，另一颗处于禁用状态（nSLEEP = LOW）；
• 两组 H 桥的 MOSFET 输出节点连接到同一个电机；
• 通过 MCU 控制切换驱动主控权。

这种结构具备一定冗余能力，但也带来信号、电源、驱动状态等多方面的电气耦合问题。

二、关键风险点与应对方法

GHx/GLx 悬空与误导通风险

• 风险描述：当某个DRV8705被禁用（nSLEEP低）后，其内部驱动器输出为高阻态，此时MOSFET的栅极容易悬空，可能受到噪声干扰而误导通。
• 解决方案：在每颗MOSFET的 栅极与源极（G-S）之间并联10–47kΩ的下拉电阻，确保禁用状态下MOS可靠关闭。

体二极管导通风险

• 风险描述：禁用通道中的MOSFET体二极管可能在另一DRV8705工作时导通，引发不受控的电流路径。
• 解决方案：
  • 选用反向漏电流更小的MOSFET；
  • 或在禁用DRV断电时进一步使用高边负载开关或断开电源的方式实现电气隔离。

反向电压冲击与TVS保护

• 风险描述：在快速换向或回生过程中，电机端可能产生高电压尖峰，损伤禁用DRV8705的引脚或MOSFET。
• 解决方案：在电源（PVDD）与地之间、马达电机与地之间并联TVS瞬态抑制二极管，吸收过电压尖峰，保护敏感器件。

PVDD侧"外部硬隔离"策略

• 方式：在每颗DRV8705的供电PVDD路径中串联可控高边开关（如智能负载开关或P-MOS）；
• 目的：在禁用DRV时，彻底断开其电源输入，实现电气物理隔离，防止回流和误触发。

三、失效保护策略建议

为了实现更高的系统可靠性和安全容错能力，建议引入如下设计优化：

• 独立供电通路设计

  两颗DRV8705使用相互隔离的电源轨；

  各自配备TVS、LC滤波器和限流软启动器件，避免彼此电源干扰。

• 控制信号隔离

  对于INx、nSLEEP、PWM等控制线，可加装数字隔离器或缓冲器；

  有助于限制单个控制器失效时信号异常扩散。

• 故障状态检测与切换逻辑

  MCU实时读取两颗DRV的nFAULT引脚；

  如检测到某一路故障，可通过控制PVDD断电或信号切换转移控制权至备用通道；

  推荐加入电流检测或霍尔传感器监控电机工作状态。

• 软件层的保护与降级机制

  在软件逻辑中设定主备驱动优先级；

  出现故障后，系统可进入低速/安全模式运行，待主驱动恢复后切回。

四、参考原理图要点checklist

建议的原理图设计包括以下要点：

• 每个MOSFET栅极并联（G-S之间）10–47kΩ下拉电阻；
• 两个DRV8705的VM供电应具备独立可控断开机制；
• 每个DRV8705的VM处接TVS；
• 需保证任意时刻仅一颗DRV8705在工作（通过MCU控制nSLEEP或EN）；
• 可选的PVDD电源侧智能开关/高边开关；
• Motor输出节点共用但设计合理的滤波与过压保护；
• 禁用DRV8705时，确保其输出全部可靠关闭；
• 两个DRV8705的nFAULT都需要确保接入MCU，同时保证MCU内部有故障判断逻辑和自动切换机制。

五、结语

使用双DRV8705驱动一个电机，在某些关键场景中可提供冗余性和故障转移能力。但前提是必须严格处理好驱动器之间的电气隔离、状态切换与保护措施。

一旦设计不当，非但不能提升系统可靠性，反而可能增加失效路径和维护难度。

在安全和稳定性要求高的项目中，建议提前完成仿真验证与原型测试，逐一验证各项保护机制的可靠性。