Co je DRV8837?Kompletní průvodce IC ovladače stejnosměrného motoru

Pro správné ovládání malých motorů potřebuje obvod více než jen napájení.Potřebuje ovladač motoru, který dokáže řídit směr, rychlost, brzdění, tok proudu a ochranu.DRV8837 je určen pro tento účel.Jedná se o nízkonapěťový budič motoru H-bridge od Texas Instruments, který dokáže ovládat jeden kartáčovaný stejnosměrný motor v malém a účinném obvodu.Tento článek pojednává o pinoutu DRV8837, pracovním principu, pravdivostní tabulce, řízení PWM, specifikacích, funkcích, aplikacích a srovnání s jinými IC ovladače motoru.

Katalog

DRV8837 Nízkonapěťový DC ovladač motoru IC

The DRV8837 je nízkonapěťový IC budič stejnosměrného motoru od Texas Instruments.Patří do rodiny zařízení DRV883x a poskytuje integrované řešení ovladače motoru pro kompaktní elektronické konstrukce.

Toto zařízení používá N-kanálové výkonové MOSFETy uspořádané jako H-můstek, což mu umožňuje pohánět jeden stejnosměrný motor.Podporuje výstupní proud až 1,8 A, s napájecím napětím motoru od 0 V do 11 V a napájecím napětím zařízení od 1,8 V do 7 V.

DRV8837 je vybaven vstupním rozhraním PWM IN1-IN2 a obsahuje vestavěné ochranné funkce, jako je nadproudová ochrana, ochrana proti zkratu, podpěťové uzamčení a vypnutí při přehřátí.

DRV8837 Funkce vývodů a vývodů

Pin Ne.	Pin Jméno	Funkce
1	VM	Výkon motoru napájecí vstup
2	OUT1	Výstup motoru terminál 1
3	OUT2	Výstup motoru terminál 2
4	GND	Pozemní spojení
5	IN2	Logické ovládání vstup 2
6	IN1	Logické ovládání vstup 1
7	nSPÁNEK	Režim spánku kontrolní čep;slouží k povolení nebo zakázání zařízení
8	VCC	Logická síla napájecí vstup
Tepelná podložka	Tepelná podložka	Vystavená podložka pro odvod tepla;připojte k zemnící ploše PCB pro lepší tepelný výkon

Alternativy a ekvivalentní model

Model	klíč Poznámky	Kompatibilita
DRV8837C	Nižší proud verze DRV8837	Pin-to-pin kompatibilní
DRV8838	Podobné nízkonapěťový budič motoru s ovládáním PHASE/ENABLE	Velmi blízko alternativní
DRV8210	Moderní kompaktní kartáčovaný ovladač stejnosměrného motoru	Podobné aplikace
DRV8212	Nízké napětí Ovladač motoru H-můstek	Funkční alternativní
DRV8212P	Integrovaný ochranné funkce	Vylepšené alternativní
DRV8220	vyšší integrace a ochrany	Pokročilé výměna

Jak DRV8837 funguje v obvodu řízení motoru

DRV8837 funguje jako ovladač motoru s H-můstkem, který řídí směr a rychlost kartáčovaného stejnosměrného motoru pomocí nízkonapěťových logických signálů z řadiče, jako je mikrokontrolér nebo procesor.Ve zjednodušeném obvodu ovladač posílá řídicí signály PWM nebo PH/EN do DRV8837, zatímco kolík nSLEEP se používá k aktivaci zařízení nebo jeho uvedení do režimu spánku s nízkou spotřebou, když motor není potřeba.

Ovladač používá dva samostatné napájecí zdroje pro stabilní provoz.VCC poskytuje logické napájení pro vnitřní řídicí obvody a podporuje napětí od 1,8 V do 7 V, díky čemuž je zařízení kompatibilní s nízkonapěťovými ovladači.VM dodává energii motoru a podporuje napětí od 0 V do 11 V pro stupeň řízení motoru.

Uvnitř DRV8837 vstupní řídicí signály přepínají vnitřní MOSFET H-můstek připojený k OUT1 a OUT2.Změnou spínací sekvence může řidič otáčet motorem vpřed nebo vzad, brzdit nebo zastavit pohyb motoru.Řízení PWM také umožňuje DRV8837 efektivně regulovat otáčky motoru úpravou průměrného napětí dodávaného do motoru.

Diagram také ukazuje maximální kapacitu měniče 1,8 A, díky čemuž je DRV8837 vhodný pro aplikace kompaktních kartáčových stejnosměrných motorů, jako je přenosná elektronika, robotika, bateriově napájená zařízení a vestavěné pohybové systémy.

DRV8837 Tabulka pravdy a logika řízení motoru

DRV8837 ovládá kartáčovaný stejnosměrný motor pomocí dvou logických vstupních pinů, IN1 a IN2.Tyto kombinace vstupů určují, jak fungují interní spínače H-můstku, což umožňuje motoru otáčet se vpřed, vzad, brzdit nebo setrvat.Změnou logických stavů na vstupech ovladač řídí polaritu napětí aplikovaného na motor připojený mezi OUT1 a OUT2.

Zařízení také podporuje řízení PWM, které se běžně aplikuje na jeden ze vstupních pinů pro regulaci otáček motoru.Rychlým zapínáním a vypínáním napájení motoru umožňuje PWM plynulé nastavení rychlosti při zachování efektivního výkonu.

DRV8837 Tabulka pravdy

IN1	IN2	OUT1	OUT2	Motor Funkce
0	0	Ahoj-Z	Ahoj-Z	Pobřeží / zastávka
0	1	Nízká	Vysoká	Reverzní rotace
1	0	Vysoká	Nízká	Rotace vpřed
1	1	Nízká	Nízká	Brzda

Vysvětlení logiky řízení motoru

• Rotace vpřed (IN1 = 1, IN2 = 0)

Proud protéká motorem v jednom směru, což způsobuje otáčení hřídele motoru dopředu.

• Opačná rotace (IN1 = 0, IN2 = 1)

Polarita motoru je obrácená, takže se motor otáčí v opačném směru.

• Režim brzdy (IN1 = 1, IN2 = 1)

Oba výstupy jsou řízeny nízko a vytvářejí elektrický brzdný efekt, který rychle zpomaluje nebo zastavuje motor.

• Režim pobřeží (IN1 = 0, IN2 = 0)

Oba výstupy přecházejí do vysokoimpedančního stavu, což umožňuje motoru se volně otáčet bez aktivní hnací síly.

Tato řídicí logika umožňuje DRV8837 poskytovat jednoduché obousměrné řízení motoru v robotice, přenosných zařízeních, systémech napájených bateriemi a aplikacích vestavěných motorů.

Funkční blokové schéma DRV8837

Vnitřní architektura ovladače motoru a jak jeho hlavní obvodové bloky spolupracují při řízení kartáčovaného stejnosměrného motoru.Zařízení přijímá logické napájení přes VCC a napájení motoru přes VM, zatímco logická sekce zpracovává řídicí signály z IN1, IN2 a nSLEEP.

Uvnitř integrovaného obvodu řídí logický řídicí blok chod motoru a posílá příkazy do obvodů ovladače brány.Tyto ovladače brány ovládají vnitřní spínače můstku MOSFET H připojené k OUT1 a OUT2, což umožňuje DRV8837 pohánět motor vpřed, vzad, brzdit nebo zastavit v závislosti na vstupních signálech.

Schéma také zdůrazňuje několik vestavěných ochranných a podpůrných obvodů.Nábojová pumpa pomáhá efektivně řídit tranzistory MOSFET na vysoké straně, zatímco OCP (nadproudová ochrana) chrání řidiče před nadměrným proudem motoru.Blok přehřátí monitoruje teplo zařízení, aby se zabránilo tepelnému poškození, a oscilátor podporuje funkce vnitřního časování.

Řízení rychlosti PWM pomocí DRV8837

DRV8837 řídí otáčky stejnosměrného motoru pomocí signálů PWM (Pulse Width Modulation) aplikovaných na jeho vstupní kolíky.Místo nepřetržitého dodávání plného napětí do motoru PWM rychle zapíná a vypíná napájení motoru vysokou rychlostí.Změnou pracovního cyklu signálu PWM se změní průměrné napětí dodávané do motoru, což přímo řídí otáčky motoru.

Když je pracovní cyklus PWM nízký, motor dostává menší průměrný výkon a otáčí se pomaleji.Se zvyšujícím se pracovním cyklem získává motor větší výkon a otáčí se rychleji.100% pracovní cyklus aplikuje téměř plné napětí motoru, což umožňuje maximální otáčky motoru.Tato metoda zlepšuje účinnost, protože vnitřní MOSFETy pracují hlavně v přepínacím režimu namísto rozptylování velkého množství tepla.

V typické konfiguraci DRV8837 se jeden vstupní kolík používá pro řízení rychlosti PWM, zatímco druhý určuje směr motoru.Například použití PWM na IN1 při držení IN2 na nízké úrovni umožňuje otáčení motoru vpřed s nastavitelnou rychlostí.Otočením vstupního uspořádání se změní směr motoru a přitom stále podporuje regulaci otáček PWM.

Technické specifikace DRV8837

Parametr	Specifikace
Typ zařízení	Nízké napětí Ovladač motoru H-Bridge
Typ motoru Podporováno	Kartáčovaný DC motor
Napájení motoru Napětí (VM)	0 V až 11 V
Dodávka logiky Napětí (VCC)	1,8 V až 7 V
Maximální výkon Aktuální	1,8 A
Ovládání Rozhraní	PWM, IN1, IN2
Režim spánku	Podporováno přes nSLEEP pin
Spánkový proud	120 nA (max.)
MOSFET RDS (ON)	280 mΩ (HS + LS)
Výstup Konfigurace	H-můstek
Ochrana Vlastnosti	Nadproud ochrana (OCP), tepelné vypnutí (TSD), Podpěťový zámek (UVLO), Ochrana proti zkratu
Typ balíčku	8pinový WSON s Tepelná podložka
Velikost balení	2 mm × 2 mm
Provozní Aplikace	Nízkonapěťové a ovládání motoru na baterie
Typické Aplikace	Fotoaparáty, hračky, robotika, přenosná zařízení, spotřební elektronika
Interní Vlastnosti	Nabíjecí pumpa, Pohon brány, tepelná ochrana
Ovládání motoru Funkce	vpřed, Zpátečka, brzda, dojezd, regulace rychlosti PWM

Vlastnosti a vlastnosti DRV8837

Ovladač motoru H-Bridge

DRV8837 integruje ovladač motoru s H-můstkem určený pro ovládání kartáčovaných stejnosměrných motorů a dalších indukčních zátěží.Podporuje operace vpřed, vzad, brzdění a volnoběh v rámci kompaktního nízkonapěťového designu.

Nízký odpor při zapnutí MOSFET

Zařízení se vyznačuje nízkým zapínacím odporem MOSFET s kombinovaným odporem vysoké a nízké strany 280 mΩ.To pomáhá snížit ztráty výkonu, zlepšit účinnost a minimalizovat tvorbu tepla během provozu motoru.

1,8-A Maximální proud měniče

DRV8837 podporuje maximální hnací proud až 1,8 A, takže je vhodný pro malé stejnosměrné motory používané v přenosné elektronice, robotice a vestavěných systémech.

Samostatné napájecí zdroje motoru a logiky

IC používá samostatné napájecí vstupy pro motor a logické části.Napájecí napětí motoru (VM) se pohybuje od 0 V do 11 V, zatímco logické napájecí napětí (VCC) podporuje provoz od 1,8 V do 7 V.

Ovládací rozhraní PWM a PH-EN

DRV8837 podporuje řízení otáček motoru na základě PWM prostřednictvím vstupů IN1 a IN2.Umožňuje flexibilní řízení směru a rychlosti motoru v systémech založených na mikrokontroléru.

Režim spánku s nízkou spotřebou

Pin nSLEEP umožňuje řidiči vstoupit do úsporného režimu spánku s maximálním spánkovým proudem pouze 120 nA, což pomáhá snížit spotřebu energie u zařízení napájených z baterie.

Kompaktní balíček WSON

Zařízení je k dispozici v malém 8kolíkovém balení WSON s odkrytou tepelnou podložkou pro lepší odvod tepla.Jeho kompaktní rozměry 2,0 mm × 2,0 mm jsou vhodné pro návrh plošných spojů s omezeným prostorem.

Funkce vestavěné ochrany

DRV8837 obsahuje několik ochranných obvodů, jako je podpěťové uzamčení (UVLO), nadproudová ochrana (OCP) a tepelné vypnutí (TSD).Tyto funkce pomáhají zlepšit spolehlivost a chránit IC během abnormálních provozních podmínek.

Aktuální aplikace DRV8837

DRV8837 je široce používán v kompaktních nízkonapěťových řídicích systémech motorů, kde jsou důležité malé rozměry, nízká spotřeba energie a efektivní řízení stejnosměrným motorem.Díky integrovanému designu H-můstku a schopnosti regulace rychlosti PWM je vhodný pro mnoho bateriově napájených a vestavěných elektronických produktů.

Malé robotické systémy

DRV8837 se běžně používá v miniaturních robotech a vzdělávacích robotických platformách k ovládání malých kartáčovaných stejnosměrných motorů.Pomáhá řídit pohyb kol, mechanismy řízení a lehké akční systémy a zároveň podporuje funkce vpřed, vzad, brzdění a ovládání rychlosti.

Přenosná zařízení napájená bateriemi

Přenosná elektronika často vyžaduje kompaktní ovladače motoru, které efektivně fungují při nízkém napětí.DRV8837 je vhodný pro ruční zařízení, přenosné příslušenství a malé automatizační produkty díky nízkému proudu v pohotovostním režimu a kompaktní velikosti balení.

Kamerové a optické řídicí systémy

Pomocí DRV8837 lze ovládat malé motory používané v kamerových modulech, systémech pro polohování čoček a miniaturních optických mechanismech.Jeho PWM řízení motoru pomáhá zajistit hladký pohyb a přesné polohování v kompaktních elektronických systémech.

Chytré zámky a miniaturní pohony

Elektronické inteligentní zámky a kompaktní akční systémy využívají malé stejnosměrné motory, které vyžadují obousměrné ovládání.DRV8837 dokáže tyto motory efektivně pohánět a zároveň podporuje provoz s nízkou spotřebou energie pro systémy na bázi baterií.

Spotřební elektronika

DRV8837 se používá v kompaktních spotřebitelských produktech, které vyžadují lehké ovládání motoru, včetně hraček, přenosných přístrojů, elektronického příslušenství a malých automatických mechanismů.Jeho integrované ochranné funkce pomáhají zlepšit spolehlivost každodenních elektronických zařízení.

Vestavěné řídicí systémy motoru

Vestavěné systémy založené na mikrokontrolérech často používají DRV8837 pro řízení nízkonapěťových motorů.Ovladač může komunikovat přímo s řídicími jednotkami pracujícími při nízkém logickém napětí, takže je vhodný pro zařízení internetu věcí, automatizační moduly a kompaktní řídicí desky.

Lékařské a přenosné přístroje

Malá přenosná lékařská zařízení a kompaktní nástroje mohou používat DRV8837 k ovládání miniaturních motorů, čerpadel nebo pohybových mechanismů, kde jsou důležitými požadavky na design tichý provoz, nízká spotřeba energie a malé rozměry desky plošných spojů.

DRV8837 vs DRV8838: Jaký je rozdíl?

Funkce	DRV8837	DRV8838
Typ zařízení	Kartáčovaný DC motor Řidič	Kartáčovaný DC motor Řidič
Výstup Konfigurace	H-můstek	H-můstek
Kanály motoru	Jednomotorový	Jednomotorový
Napájení motoru Napětí (VM)	0 V až 11 V	0 V až 11 V
Dodávka logiky Napětí (VCC)	1,8 V až 7 V	1,8 V až 7 V
Maximální pohon Aktuální	1,8 A vrchol	1,8 A vrchol
Ovládání Rozhraní	IN1 a IN2	PH a EN
PWM ovládání Metoda	PWM aplikováno přes IN1/IN2	PWM přes EN pin
Směr Ovládání	Ovládá vstupní kombinace	Kontrolováno PH pin
Režim spánku	nSLEEP pin	nSLEEP pin
MOSFET On-Resistance	280 mΩ (HS + LS)	280 mΩ (HS + LS)
Ochrana Vlastnosti	OCP, UVLO, TSD	OCP, UVLO, TSD
Typ balíčku	8pinový WSON	8pinový WSON
Typické Aplikace	Pružný motor řídicí systémy	Jednodušší motor návrhy ovládání
Snadnost Rozhraní mikrokontroléru	Flexibilnější logické ovládání	Jednodušší rozhraní s menším počtem řídicích signálů
Nejlepší případ použití	Pokročilé ovládání směru a brzdění	Jednoduché PWM a aplikace pro řízení směru

DRV8837 vs DRV8833: Který ovladač motoru je lepší?

Funkce	DRV8837	DRV8833
Typ zařízení	Jediný H-můstek Řidič motoru	Duální H-můstek Řidič motoru
Kanály motoru	1 DC motor	2 DC motory nebo 1 Krokový motor
Napájení motoru Napětí	0 V až 11 V	2,7 V až 10,8 V
Dodávka logiky Napětí	1,8 V až 7 V	2,7 V až 10,8 V
Maximální výkon Aktuální	1,8 A vrchol	1,5 A za kanál
Ovládání Rozhraní	IN1 / IN2	IN1 / IN2
Rychlost PWM Ovládání	Podporováno	Podporováno
Velikost balení	Velmi kompaktní 2 mm × 2 mm WSON	Větší HTSSOP/WQFN balíčky
Spánkový proud	Velmi nízké	Nízká
Prostor PCB Požadavek	Menší	Větší
Termální Schopnost	Vhodné pro kompaktní nízkoenergetické systémy	Lepší pro dvoumotorový provoz
Nejlepší pro	Jediný kompakt motorické systémy	Robotika a vícemotorové projekty
Typické Aplikace	Fotoaparáty, chytré zámky, přenosná zařízení	roboti, automatizační systémy, projekty Arduino
Krokový motor Podpora	Ne	Ano
Design Složitost	Jednodušší jednomotorové provedení	Flexibilnější vícemotorová konstrukce

Aktuální aplikace DRV8837

• Malé robotické systémy - Ovládá miniaturní stejnosměrné motory pro kola robota, pohyb a akční mechanismy.

• Přenosná bateriově napájená zařízení - Používá se v kompaktních elektronických produktech, které vyžadují řízení motoru s nízkým výkonem.

• Chytré zámky - Pohání malé motory pro elektronické zamykací a odemykací mechanismy.

• Systémy fotoaparátů a objektivů - Ovládá miniaturní motory používané v systémech automatického ostření a polohování objektivů.

• Integrované řídicí desky motoru - Pracuje s mikrokontroléry v kompaktních automatizačních a řídicích systémech.

• IoT a chytrá zařízení - Podporuje nízkonapěťové řízení motoru v chytré domácnosti a připojených zařízeních.

• Miniaturní akční členy - Pohání malé lineární aktuátory a mechanické pohybové systémy.

• Spotřební elektronika - Používá se v hračkách, přenosných zařízeních a malých automatizovaných elektronických produktech.

• Lékařské přenosné přístroje - Ovládá kompaktní motory a čerpadla v lehkém lékařském vybavení.

• Vzdělávací elektronické projekty - Běžně používané ve výukových projektech Arduino, STEM a řízení motoru.

Mechanické rozměry

Závěr

Konstrukce H-můstku DRV8837 umožňuje motoru pohybovat se vpřed, vzad, brzdit nebo setrvat, zatímco řízení PWM usnadňuje nastavení rychlosti.Samostatné logické a napájecí zdroje motoru také pomáhají pracovat s nízkonapěťovými regulátory a malými konstrukcemi napájenými bateriemi.Pro jednomotorové aplikace, kde jsou důležité malé rozměry, nízká spotřeba energie a integrovaná ochrana, je DRV8837 spolehlivým řešením.

Často kladené otázky [FAQ]

1. Proč je DRV8837 vhodný pro řízení kompaktních nízkonapěťových motorů?

DRV8837 je vhodný pro kompaktní designy, protože v malém 8kolíkovém pouzdru WSON kombinuje motorový ovladač H-bridge, přepínače MOSFET, řízení PWM, režim spánku a ochranné funkce.Podporuje také nízké logické napětí a napájení motoru až 11 V, což je užitečné pro zařízení napájená bateriemi.

2. Jak DRV8837 ovládá směr kartáčovaného stejnosměrného motoru?

DRV8837 řídí směr motoru změnou logických stavů IN1 a IN2.Tyto vstupy přepínají vnitřní H-můstek, takže proud protéká motorem v obou směrech.To umožňuje motoru otáčet se dopředu nebo dozadu.

3. Jak funguje regulace rychlosti PWM v DRV8837?

PWM regulace rychlosti funguje rychlým zapínáním a vypínáním napájení motoru.Vyšší pracovní cyklus dává motoru vyšší průměrné napětí, takže se otáčí rychleji.Nižší pracovní cyklus poskytuje nižší průměrné napětí a zpomaluje motor.

4. Jaký je účel použití samostatných napájecích zdrojů VCC a VM v DRV8837?

VCC napájí logickou část integrovaného obvodu, zatímco VM napájí výstupní stupeň motoru.Toto oddělení umožňuje DRV8837 pracovat s nízkonapěťovými mikrokontroléry a přitom stále dodávat dostatek energie pro pohon motoru.

5. Co se stane, když DRV8837 přejde do režimu spánku?

Když kolík nSLEEP uvede zařízení do režimu spánku, DRV8837 sníží spotřebu energie na velmi nízkou úroveň.To je užitečné v systémech napájených bateriemi, kde motor není vždy aktivní.

6. Jaké ochranné funkce pomáhají zajistit spolehlivost DRV8837?

DRV8837 obsahuje nadproudovou ochranu, ochranu proti zkratu, podpěťové uzamčení a tepelné vypínání.Tyto funkce pomáhají chránit IC a motorový systém před nadměrným proudem, nízkým napájecím napětím, přehřátím a poruchovými stavy.

7. Proč je u DRV8837 důležitý nízký zapínací odpor MOSFET?

Nízký odpor tranzistoru MOSFET pomáhá snižovat ztráty výkonu a zahřívání během provozu motoru.To zlepšuje účinnost a je zvláště užitečné u malých baterií napájených produktů, kde je třeba kontrolovat spotřebu tepla a energie.