如何通過使用外部電路擴展低邊電流檢測并提高DRV8952的檢測精度

DRV8952是一款高度集成的半橋驅動器件，內置4個半橋柵極驅動器、8個MOSFET和電流放大器。內部放大器在 40% 至 100% 的額定電流下提供 5% 的精度（參見表 1）。此文章將提供一種外部電路方案，不僅可以支持更高的電流檢測精度，而且適用于大多數步進電機驅動應用中的低邊電流檢測的工作情況。

表格1

DRV8952 提供兩種封裝 ：44 引腳 HTSSOP (DDW) 封裝和28 引腳 HTSSOP (PWP) 封裝。如果系統需要更高的電流檢測精度，可以選擇帶有獨立接地結構的封裝來滿足控制算法。

在國內很多步進電機驅動方案商大多是常用低邊開關進行慢續流，并且依據流過下橋采樣電阻的電流來做閉環控制以控制電機正反轉以及調速。請參考下圖1。我們以A相電流檢測為例：

圖1

當圖1MOS管M6&M8緩慢續流時，電流Isb從電感A- àM8 àRs2 àM6 àA+流出。

電流Isb波形如圖 2 中的通道 1 所示。由于信號必須調制到 0~3.3V，然后才能將其輸入到DSP的 ADC。因此總是需要一個放大器來將Isb信號修改為 3.3V，以將其發送到 DSP 的 ADC。正常調制后的波形參考通道 2藍色正弦波。

圖2

（注：調制信號并不一定為正弦波，ADC電流跟步進電機相電流強相關，相電流跟轉速相關。）

由于 DRV8952 采用高邊開關進行電流檢測，所以一旦在使用 DRV8952 時如需要考慮到這種低邊電流檢測的控制算法，就需要通過添加外部電路來實現。

下面解釋在步進驅動器應用中使用低邊開關檢測電流時為什么需要額外添加外部電路。

圖三

在數據表 7.2 功能框圖中，內部電流采樣 Isen1/Isen2 用于高邊開關電流檢測。

對于 DDW 封裝，將對應于同一 H 橋的 IPROPI 輸出連接在一起。 IPROPI1 和 IPROPI2 連接在一起時，表示在驅動和慢續流（高邊再循環）模式下步進電機線圈 A（連接在 OUT1 和 OUT2 之間）的電流。同樣，連接在一起的 IPROPI3 和 IPROPI4 將代表線圈 B 電流。當兩個 IPROPI 引腳連接在一起時，有效電流鏡增益典型值為 424 μA /A。應相應地選擇從組合 IPROPI 引腳到地的電阻器。

圖四

但這會導致在慢續流期， Ipropi只輸出零，輸出極性只會是單一極性，不能像分立方案那樣用兼容的控制算法修改。 圖五藍色波形是將Ipropi1&2引腳連接在一起進行測試，只測試出藍色單極波形。

圖五

在這種情況下，不能像數據表中說明的那樣直接使用ipropi輸出信號。需要在 DRV8952DDWR 外圍添加一個外部電路。

由于 DRV8952DDWR 的每組半橋是采用單獨的接地功能，可以像圖1的分立原理圖一樣擴展每個接地。

圖六

只需在各相半橋的低邊放置采樣電阻即可得到正/負調制波形被采樣到DSP中。

圖七下面的黃色波形是在將其發送到 DSP 之前經過放大器采樣的。 采樣電流為峰峰值1.65V。然后通過偏置電壓提升至0~3.3V并傳送至DSP ADC。

圖七

此外部電路除了可以實現低邊開關做慢續流的電流檢測外，還可以定制選用更高精度的采樣電阻實現比內部分流電阻（5%）更高精度的電流檢測。

作者：Zoe Yang