DRV595是15V/±3A高效PWM电源驱动器

特点

•±3 A输出电流

•宽电源电压范围：4.5 V–26 V

•高效率产生更少的热量

•多个开关频率

–主/从同步

–开关频率高达1.2 MHz

•具有高PSRR的反馈功率级架构降低了PSU要求

•单电源减少组件数量

•集成自我保护电路，包括过压、欠压、过热和短路，并提供错误报告

•热增强组件

–DAP（32针HTSSOP Pad down）

•–40°C至85°C环境温度范围

应用

•电力线通信（PLC）驱动程序

•热电冷却器（TEC）驱动器

•激光二极管偏压

•电机驱动器

•伺服放大器

说明

DRV595是一款高效、大电流的功率驱动器，非常适合驱动4.5V至26V的系统中的各种负载。PWM操作和低输出级导通电阻可显著降低放大器的功耗。

DRV595高级振荡器/PLL电路采用多个开关频率选项；这与主/从选项一起实现，使多个设备同步成为可能。

DRV595具有短路、热、过压和欠压保护功能，可防止故障发生。故障被报告回处理器，以防止设备在过载情况下损坏。

简化应用电路

系统框图

典型特征

输出滤波器注意事项

DRV595可用于驱动TEC元件。用于这种应用的典型电路有两个反馈回路-一个用于恒流，另一个用于监测温度，并提供调节以保持激光二极管的恒定温度。误差放大器用于组合两个反馈回路，以及来自系统的控制信号。误差放大器的输出随后被送入DRV595。

需要使用一个输出滤波器来防止过多的纹波到达TEC元件。有些TEC元件可能会被纹波损坏；使用TEC规范设计滤波器，以减少开关波形，以防止TEC损坏。该滤波器还可减少耦合到TEC元件上的电噪声量。

对于大多数应用，一个二阶巴特沃斯低通滤波器，截止频率设置为几千赫兹就足够了。使用方程式2、方程式3和方程式4设计的过滤器示例见图12。

二阶巴特沃斯LPF传递函数

使用半电路分析

设备信息

典型应用

启动顺序

为确保通电时正常工作，在PVCC和AVCC稳定后等待10ms，然后再使用模拟输入，IN–和IN+。图14展示了这个序列。

（1）、注意：PVCC断言和AVCC断言之间的时序关系并不重要。

增益设置和主/从

DRV595的增益由连接到增益/SLV控制引脚的分压器设置。主或从模式也由同一引脚控制。内部ADC用于检测4种输入状态。前4个状态分别将DRV595设置为主模式，增益分别为20、26、32、36 dB；后四个状态将DRV595设置为从模式，增益分别为20、26、32、36 dB。增益设置在通电期间锁定，在设备通电时无法更改。表1显示了每种模式和增益组合的建议电阻值：

在主模式下，同步终端是输出，在从模式下，同步终端是时钟输入的输入。符合GVDD的TTL逻辑电平。

输入阻抗

DRV595输入级是一个全差分输入级，输入阻抗随增益设置的变化而变化，增益为36 dB时为9 kΩ，增益为20 dB时为60 kΩ。表1列出了从最小增益到最大增益的值。输入电阻值的公差为±20%，因此最小值将高于7.2 kΩ。

启动/关闭操作

DRV595采用了一种关闭操作模式，旨在将电源电流（Icc）降低到绝对最小水平，在不使用节能的情况下。当放大器在使用中时，在正常操作期间，SDZ输入端子应保持在高位（请参阅触发点规格表）。拉低SDZ将把输出到Hi-Z，放大器进入低电流状态。不建议将SDZ保持断开，因为放大器的运行是不可预测的。

GVDD供应

GVDD电源用于为输出全桥晶体管的栅极供电。它也可用于为增益/SLV分压器供电。使用X5R陶瓷1μF电容器将GVDD与GND断开。GVDD电源不打算用作外部电源。建议使用电阻分压器限制电流消耗，以获得100 kΩ或更高的增益/SLV。

BSP和BSN电容器

全H桥输出级仅使用NMOS晶体管。因此，他们需要引导电容器的高压侧的每一个输出正确地打开。必须从每个输出端连接到相应的自举输入端，质量为X5R或更高的220 nF陶瓷电容器，额定电压至少为16 V。（参见图13中的应用电路图。）连接在BSx管脚和相应输出管脚之间的自举电容器作为高侧N沟道功率MOSFET栅极驱动电路的浮动电源。在每个高压侧开关周期中，自举电容器将栅极到源极电压保持在足够高的水平，以保持高侧mosfet的导通。

差分或单端输入

放大器的差分输入级可消除出现在通道两条输入线上的任何噪声。要使用带有差分源的DRV595，请将信号源的正极引线连接到IN+输入端，将信号源的负极引线连接到IN–输入端。要将DRV595与单端电源一起使用，请使用分压器将IN-偏置至3.0V，并将单端信号应用于IN+。

设备保护系统

DRV595包含一套完整的保护电路，经过精心设计，使系统设计高效，并保护设备免受因短路、过载、过热和欠压而导致的永久性故障。如果根据下面的故障表检测到错误，FAULTZ引脚将发出信号：

短路保护和自动恢复功能

DRV595具有输出级短路引起的过电流保护。短路保护故障在FAULTZ引脚上报告为低状态。当短路保护闩锁接通时，放大器输出被切换到高阻抗状态。可通过循环SDZ引脚通过低状态来清除闩锁。

如果需要从短路保护闩锁中自动恢复，请将FAULTZ引脚直接连接至SDZ引脚。这允许FAULTZ引脚功能自动驱动SDZ引脚低电平，从而清除短路保护闩锁。

热防护

当内部模具温度超过150°C时，DRV595上的热保护可防止设备损坏。从设备到设备，该跳闸点有±15°C的公差。一旦模具温度超过热触发点，设备进入关机状态，输出被禁用。这是锁定故障。

热保护故障在FAULTZ终端上报告为低状态。

如果需要从热保护闩锁中自动恢复，请将FAULTZ引脚直接连接到SDZ引脚。这允许FAULTZ引脚功能自动驱动SDZ引脚低电平，从而清除热保护闩锁。

DRV595调制方案

DRV595可以选择在BD调制或1SPW调制下运行；这是由MODSEL引脚设置的。

MODSEL=GND:BD调制

这是一种允许通过TEC负载的较小纹波电流的调制方案。每个输出从0伏切换到电源电压。在没有输入的情况下，输出端和输出端是同相的，因此负载中只有很少的电流或没有电流。对于正输出电压，OUTP的占空比大于50%，OUTN小于50%。对于负输出电压，OUTP的占空比小于50%，OUTN大于50%。在整个开关过程中，负载上的电压保持在0V，降低了开关电流，从而减少了负载中的任何I2R损耗。

MODSEL=高：1SPW调制

1SPW模式改变了常规的调制方式，以获得更高的效率，纹波电流略有下降，并且在输出滤波器的选择上需要更多的注意。在1SPW模式下，输出在怠速状态下以约15%的调制工作。当输入信号被应用时，一个输出减少，一个增加。降低的输出信号迅速地轨道到GND，此时所有的调制都通过上升的输出发生。结果往往只有一个输出是开关。由于降低了开关损耗，这种模式的效率得到了提高。每次输出轨道接地时，每个半输出端产生的输出信号都具有不连续性。这可能会导致输出滤波器出现响铃，除非在选择滤波器组件和所用滤波器类型时特别小心。

功耗和最高环境温度

尽管DRV595比传统的线性解决方案效率高很多，但是输出晶体管通电阻上的功率降确实会在封装中产生一些热量，这可以通过方程式5计算得出：

例如，在最大输出电流为3A，通电总电阻为60 mΩ时（TJ=25°C），封装中消耗的功率为1.1 W。

使用方程式6计算最高环境温度：

印刷电路板（PCB布局）

在规划印刷电路板的布局时，必须小心谨慎。以下建议将有助于满足EMC要求。

•去耦电容器-高频去耦电容器应尽可能靠近PVCC和AVCC端子。大型（100μF或更高）大容量电源去耦电容器应放置在PVCC电源上的DRV595附近。本地高频旁路电容器应尽可能靠近PVCC引脚。这些盖子可以直接连接到IC GND焊盘上，以获得良好的接地连接。考虑在芯片两端的PVCC连接中添加一个小的、质量好的低ESR陶瓷电容器，以及一个100 nF到1μF之间的更大的中频电容器，这些电容器的质量也很好。

•接地-PVCC去耦电容器应连接至GND。所有接地应连接在IC GND上，该接地应用作DRV595的中央接地或星形接地。

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