基于DRV8701芯片的全桥驱动电路

基于DRV8701芯片的全桥驱动电路

1. 驱动芯片和MOS选择
制作这个全桥驱动电路的最初目的是完成智能车声音信标组的比赛赛题。我和队友在十四届比赛中也参加了信标组，H车的重量和布局都对电路的设计提出了一定的要求。前些年车队祖传的IR2104+IRLR7843驱动和BTN驱动我们都用过，感觉都不是很理想，IR2104的方案驱动能力有点弱，而且还需要在主板上单独提供设计一个BOOST电路，提供大于10V的电压，BTN方案则是体积太大了。因此便萌生了寻求新的驱动方案的想法。
新的驱动方案的主要优化方向也就是这两点，第一是尽可能缩小整个电路所用的体积，二是在提升或者保证性能的同时简化电路设计。

2. DRV8701
有了方向，我就在TI和Inf两家的官网看相关的芯片，最终就发现DRV8701非常符合我的要求：首先是电路外围设计，DRV8701可以工作在6-45V的宽电压范围，而且无需外部升压，这样，小车的主板上就可以省出升压电路的空间，其次，一块QFN24封装的DRV8701芯片就可以驱动整个全桥，相比于两种祖传的方案可以说是非常优越了。所以我就抱着试试的心态设计了驱动电路。（为了节省空间，MOS管我也是在保证性能的前提下选择了一款占用体积很小的）
DRV8701有两款，分别是P和E，一种是PWM控制的，一款是使能控制。由于对PWM控制比较熟悉，所以就选择了P。小车的供电是来自于一块2S的航模电池，满电电压大概8.7V的样子。 根据手册里找到的这个说明：
我们可以看到：在这个电压下，我们可以让VM与VBAT一致，而无需其他调节电压的电路（值得注意的是，在12-14v时，也能够满足这一条件，因此这块驱动芯片适用于目前所有的车模）。其他的引脚设置，就跟着手册的说明来设置就好，这块芯片的手册对于外围电路的设计说的非常详细。

值得注意的是VREF和IDRIVE的设置，VREF的值依赖于它与AVDD之间分压电阻的值，并且会影响芯片的Chopping Current，通过调节SP、SN两个引脚之间的采样电阻值就可以影响上述电流值，具体的需求可以通过如下公式计算：
这里的Av是芯片内部一个放大器的放大系数：（20V/V）

Chopping current是芯片判断是否关断驱动的一个重要参数，因此VREF和SP、SN相接的电阻值很重要，需要仔细计算。其影响可以由下图看出：

IDRIVE引脚的设置影响到H桥输出的上升和下降时间（可以通过此引脚上的电流得到间接反应）
3. 电路
具体的电路图纸如下，设计的也并不一定很科学，主要是英语太烂，但幸运的是，功能也基本都能够实现。

4. 后记
这套驱动有点问题，占空比到3000（9999）才能驱动车轮转动，有点大了，我还没找到原因，不过应该可以得到解决。总之我对这套驱动在比赛中的表现还是满意的。
顺便提一句MOS芯片，CSD87350。这个芯片也是我闲逛TI官网偶然发现的，这块芯片是由两个MOS组成的，能够通过的最大电流分别是17A/30A，对智能车来说基本够用了。

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