DRV8837の完全ガイド：DCモータードライバICとは？

小型モーターを適切に制御するには、回路に必要なのは電力だけではありません。方向、速度、ブレーキ、電流の流れ、保護を管理できるモータードライバーが必要です。DRV8837 はこの目的のために設計されています。これは、Texas Instruments の低電圧 H ブリッジ モーター ドライバーであり、小型で効率的な回路で 1 つのブラシ付き DC モーターを制御できます。この記事では、DRV8837 のピン配列、動作原理、真理値表、PWM 制御、仕様、機能、アプリケーション、および他のモーター ドライバー IC との比較について説明します。

カタログ

DRV8837 低電圧 DC モータードライバー IC

の DRV8837 は、Texas Instruments の低電圧 DC モーター ドライバー IC です。これは DRV883x デバイス ファミリに属しており、コンパクトな電子設計向けに統合されたモーター ドライバー ソリューションを提供します。

このデバイスは、H ブリッジとして配置された N チャネル パワー MOSFET を使用しており、1 つの DC モーターを駆動できます。モーター電源電圧は 0 V ～ 11 V、デバイス電源電圧は 1.8 V ～ 7 V で、最大 1.8 A の出力電流をサポートします。

DRV8837 は、PWM IN1-IN2 入力インターフェイスを備えており、過電流保護、短絡保護、低電圧ロックアウト、過熱シャットダウンなどの保護機能が組み込まれています。

DRV8837 のピン配列とピン機能

ピン いいえ。	ピン 名前	機能
1	VM	モーター出力 供給入力
2	OUT1	モーター出力 ターミナル1
3	OUT2	モーター出力 ターミナル2
4	GND	地面 接続
5	IN2	ロジック制御 入力2
6	IN1	ロジック制御 入力1
7	nSLEEP	スリープモード 制御ピン。デバイスを有効または無効にするために使用されます
8	VCC	ロジックパワー 供給入力
サーマルパッド	サーマルパッド	エクスポーズドパッド 熱放散。熱性能を向上させるために PCB グランドプレーンに接続します

代替モデルと同等モデル

モデル	キー 注意事項	互換性
DRV8837C	低電流 DRV8837 のバージョン	ピンツーピン 互換性のある
DRV8838	同様の PHASE/ENABLE制御付き低電圧モータードライバー	とても近い 代替品
DRV8210	モダンなコンパクト ブラシ付きDCモータードライバー	同様の アプリケーション
DRV8212	低電圧 Hブリッジモータードライバー	機能的 代替品
DRV8212P	統合された 保護機能	強化された 代替品
DRV8220	より高い 統合と保護	上級者向け 交換

DRV8837 がモーター制御回路でどのように動作するか

DRV8837 は、マイクロコントローラーやプロセッサーなどのコントローラーからの低電圧ロジック信号を使用して、ブラシ付き DC モーターの方向と速度を制御する H ブリッジ モーター ドライバーとして動作します。簡略化された回路では、コントローラーは PWM または PH/EN 制御信号を DRV8837 に送信し、nSLEEP ピンはデバイスを有効にするか、モーターが不要なときにデバイスを低電力スリープ モードにするために使用されます。

ドライバは安定した動作のために 2 つの独立した電源を使用します。VCC は内部制御回路にロジック電源を供給し、1.8 V ～ 7 V の電圧をサポートするため、デバイスは低電圧コントローラと互換性があります。VM はモーター電源を供給し、モーター駆動段の 0 V ～ 11 V の電圧をサポートします。

DRV8837 内部では、入力制御信号により、OUT1 と OUT2 に接続された内部 MOSFET H ブリッジが切り替わります。スイッチングシーケンスを変更することで、ドライバーはモーターを正転または逆転させたり、ブレーキをかけたり、モーターの動きを停止したりすることができます。PWM 制御により、DRV8837 はモーターに供給される平均電圧を調整することでモーター速度を効率的に調整することもできます。

この図は、最大駆動能力が 1.8 A であることも示しており、これにより DRV8837 はポータブル電子機器、ロボット工学、バッテリ駆動デバイス、組み込みモーション システムなどのコンパクトなブラシ付き DC モータ アプリケーションに適しています。

DRV8837 真理値表とモーター制御ロジック

DRV8837 は、2 つのロジック入力ピン IN1 と IN2 を使用してブラシ付き DC モーターを制御します。これらの入力の組み合わせによって、内部 H ブリッジ スイッチの動作が決まり、モーターの正転、逆転、ブレーキ、惰行が可能になります。入力の論理状態を変更することにより、ドライバーは OUT1 と OUT2 の間に接続されたモーターに印加される電圧極性を制御します。

このデバイスは PWM 制御もサポートしており、通常、入力ピンの 1 つに適用されてモーター速度を調整します。PWM は、モーター電源のオンとオフを迅速に切り替えることにより、効率的な電力動作を維持しながらスムーズな速度調整を可能にします。

DRV8837 真理値表

IN1	IN2	OUT1	OUT2	モーター 機能
0	0	ハイゼット	ハイゼット	海岸・停留所
0	1	低い	高	逆回転
1	0	高	低い	正転
1	1	低い	低い	ブレーキ

モーター制御ロジックの説明

・正転（IN1＝1、IN2＝0）

電流はモーターを一方向に流れ、モーターシャフトが正方向に回転します。

・逆回転（IN1＝0、IN2＝1）

モーターの極性が逆になり、モーターが逆方向に回転します。

・ブレーキモード（IN1 = 1、IN2 = 1）

どちらの出力も低く駆動され、モーターを急速に減速または停止する電気ブレーキ効果を生み出します。

• コーストモード (IN1 = 0、IN2 = 0)

両方の出力がハイ インピーダンス状態になり、アクティブな駆動力がなくてもモーターが自由に回転できるようになります。

この制御ロジックにより、DRV8837 はロボット工学、ポータブル デバイス、バッテリ駆動システム、および組み込みモータ アプリケーションでシンプルな双方向モータ制御を提供できます。

DRV8837 の機能ブロック図

モーター ドライバーの内部アーキテクチャと、その主要回路ブロックが連携してブラシ付き DC モーターを制御する方法。デバイスは VCC を通じてロジック電源を受け取り、VM を通じてモーター電源を受け取りますが、ロジック セクションは IN1、IN2、および nSLEEP からの制御信号を処理します。

IC 内部では、ロジック制御ブロックがモーターの動作を管理し、ゲート ドライバー回路にコマンドを送信します。これらのゲート ドライバは、OUT1 と OUT2 に接続された内部 MOSFET H ブリッジ スイッチを制御し、DRV8837 が入力信号に応じてモータを正転、逆転、ブレーキ、または停止を駆動できるようにします。

この図では、いくつかの内蔵保護およびサポート回路も強調しています。チャージ ポンプはハイサイド MOSFET を効率的に駆動するのに役立ち、OCP (過電流保護) が過剰なモーター電流からドライバーを保護します。過熱ブロックはデバイスの熱を監視して熱損傷を防ぎ、発振器は内部タイミング機能をサポートします。

DRV8837 を使用した PWM 速度制御

DRV8837 は、入力ピンに適用される PWM (パルス幅変調) 信号を使用して DC モーターの速度を制御します。PWM はモーターに全電圧を継続的に供給するのではなく、モーターの電源を高速で素早くオン/オフします。PWM 信号のデューティ サイクルを変更すると、モーターに供給される平均電圧が変化し、モーター速度が直接制御されます。

PWM デューティ サイクルが低いと、モーターが受け取る平均電力が少なくなり、回転が遅くなります。デューティ サイクルが増加すると、モーターはより多くの電力を受け取り、より速く回転します。100% のデューティ サイクルでは、ほぼ最大のモーター電圧が適用され、モーターの最大速度が可能になります。この方法では、内部 MOSFET が大量の熱を放散するのではなく主にスイッチング モードで動作するため、効率が向上します。

一般的な DRV8837 構成では、1 つの入力ピンが PWM 速度制御に使用され、もう 1 つの入力ピンがモーターの方向を決定します。たとえば、IN2 を Low に保持しながら IN1 に PWM を適用すると、調整可能な速度でモータを正転させることができます。入力の配置を逆にすると、PWM 速度調整をサポートしながらモーターの方向が変わります。

DRV8837の技術仕様

パラメータ	仕様
デバイスの種類	低電圧 Hブリッジモータードライバー
モーターの種類 サポートされています	ブラシ付き DC モーター
モーター電源 電圧(VM)	0V～11V
ロジック電源 電圧(VCC)	1.8V～7V
最大出力 現在	1.8A
制御 インターフェース	PWM、IN1、IN2
スリープモード	経由でサポートされます nSLEEP端子
スリープ電流	120nA（最大）
MOSFET RDS(オン)	280mΩ(HS+LS)
出力 構成	Hブリッジ
保護 特長	過電流 保護 (OCP)、サーマルシャットダウン (TSD)、 低電圧ロックアウト (UVLO)、 短絡保護
パッケージの種類	8ピンWSON搭載 サーマルパッド
パッケージサイズ	2mm×2mm
動作中 アプリケーション	低電圧および バッテリー駆動のモーター制御
典型的な アプリケーション	カメラやおもちゃ、 ロボット工学、ポータブルデバイス、家庭用電化製品
内部 特長	チャージポンプ、 ゲートドライバー、熱保護
モーター制御 機能	前進、 リバース、ブレーキ、コースト、PWM 速度制御

DRV8837の特徴と特徴

Hブリッジモータードライバー

DRV8837 には、ブラシ付き DC モーターおよびその他の誘導負荷を制御するために設計された H ブリッジ モーター ドライバーが統合されています。コンパクトな低電圧設計で、前進、後進、ブレーキ、惰行運転をサポートします。

低いMOSFETオン抵抗

このデバイスは、ハイサイドとローサイドの合計抵抗が 280 mΩ という低い MOSFET オン抵抗を備えています。これにより、電力損失が低減され、効率が向上し、モーター動作中の発熱が最小限に抑えられます。

最大駆動電流 1.8A

DRV8837 は最大 1.8 A の最大駆動電流をサポートするため、ポータブル電子機器、ロボット工学、組み込みシステムで使用される小型 DC モーターに適しています。

独立したモーター電源とロジック電源

この IC は、モーター部分とロジック部分に別々の電源入力を使用します。モーター電源電圧 (VM) の範囲は 0 V ～ 11 V ですが、ロジック電源電圧 (VCC) は 1.8 V ～ 7 V の動作をサポートします。

PWMおよびPH-EN制御インターフェース

DRV8837 は、IN1 および IN2 入力を介して PWM ベースのモーター速度制御をサポートします。これにより、マイクロコントローラーベースのシステムで柔軟なモーターの方向と速度の管理が可能になります。

低電力スリープモード

nSLEEP ピンにより、ドライバは最大スリープ電流がわずか 120 nA の低電力スリープ モードに入ることができ、バッテリ駆動デバイスの消費電力の削減に役立ちます。

コンパクトな WSON パッケージ

このデバイスは、放熱を向上させる露出型サーマル パッドを備えた小型 8 ピン WSON パッケージで提供されます。2.0 mm × 2.0 mm のコンパクトな設置面積は、スペースに制約のある PCB 設計に適しています。

内蔵の保護機能

DRV8837 には、低電圧ロックアウト (UVLO)、過電流保護 (OCP)、サーマル シャットダウン (TSD) などの複数の保護回路が含まれています。これらの機能は、信頼性を向上させ、異常な動作条件時に IC を保護するのに役立ちます。

DRV8837の実際の用途

DRV8837 は、小型、低消費電力、効率的な DC モータ駆動が重要なコンパクトな低電圧モータ制御システムで広く使用されています。統合された H ブリッジ設計と PWM 速度制御機能により、多くのバッテリ駆動および組み込み電子製品に適しています。

小型ロボットシステム

DRV8837 は、小型ブラシ付き DC モーターを制御するために、小型ロボットや教育用ロボット プラットフォームで一般的に使用されています。前進、後進、ブレーキ、速度制御機能をサポートしながら、車輪の動き、ステアリング機構、軽量アクチュエーター システムの管理に役立ちます。

バッテリー駆動のポータブルデバイス

ポータブル電子機器は、多くの場合、低電圧で効率的に動作するコンパクトなモーター ドライバーを必要とします。DRV8837 は、スタンバイ電流が低く、パッケージ サイズがコンパクトであるため、ハンドヘルド デバイス、ポータブル アクセサリ、小型オートメーション製品に適しています。

カメラおよび光学制御システム

カメラモジュール、レンズ位置決めシステム、小型光学機構で使用される小型モーターは、DRV8837 を使用して制御できます。PWM モーター制御は、コンパクトな電子システムでのスムーズな動きと正確な位置決めを実現します。

スマートロックと小型アクチュエーター

電子スマート ロックとコンパクト アクチュエータ システムは、双方向制御を必要とする小型 DC モーターを使用します。DRV8837 は、バッテリベースのシステムの低電力動作をサポートしながら、これらのモータを効率的に駆動できます。

家電

DRV8837 は、玩具、ポータブル機器、電子アクセサリ、小型自動機構など、軽量モーター制御を必要とするコンパクトな消費者向け製品に使用されています。統合された保護機能により、日常の電子機器の信頼性が向上します。

組み込みモーター制御システム

マイクロコントローラーをベースとした組み込みシステムでは、低電圧モーター制御に DRV8837 が頻繁に使用されます。このドライバーは、低ロジック電圧で動作するコントローラーと直接接続できるため、IoT デバイス、オートメーション モジュール、コンパクトな制御ボードに適しています。

医療機器および携帯機器

小型の携帯医療機器やコンパクトな機器では、静かな動作、低消費電力、小さな PCB 設置面積が重要な設計要件である小型モーター、ポンプ、または運動メカニズムを制御するために DRV8837 を使用する場合があります。

DRV8837 と DRV8838: 違いは何ですか?

特徴	DRV8837	DRV8838
デバイスの種類	ブラシ付き DC モーター ドライバー	ブラシ付き DC モーター ドライバー
出力 構成	Hブリッジ	Hブリッジ
モーターチャンネル	シングルモーター	シングルモーター
モーター電源 電圧(VM)	0V～11V	0V～11V
ロジック電源 電圧(VCC)	1.8V～7V	1.8V～7V
最大ドライブ 現在	1.8Aピーク	1.8Aピーク
制御 インターフェース	IN1とIN2	PHとEN
PWM制御 方法	PWM適用 IN1/IN2経由	PWM～EN ピン
方向 制御	によって制御されます 入力の組み合わせ	PH によって制御される ピン
スリープモード	nSLEEP端子	nSLEEP端子
MOSFET オン抵抗	280mΩ(HS+LS)	280mΩ(HS+LS)
保護 特長	OCP、UVLO、TSD	OCP、UVLO、TSD
パッケージの種類	8ピンWSON	8ピンWSON
典型的な アプリケーション	フレキシブルモーター 制御システム	よりシンプルなモーター 制御設計
使いやすさ マイクロコントローラーインターフェース	より柔軟に ロジック制御	よりシンプルに 制御信号が少ないインターフェース
ベストユースケース	上級者向け 方向制御とブレーキ制御	シンプルなPWMと 方向制御アプリケーション

DRV8837 と DRV8833: どちらのモーター ドライバーが優れていますか?

特徴	DRV8837	DRV8833
デバイスの種類	シングル H ブリッジ モータードライバー	デュアル H ブリッジ モータードライバー
モーターチャンネル	1 DCモーター	DCモーター2個または1個 ステッピングモーター
モーター電源 電圧	0V～11V	2.7V～10.8V
ロジック電源 電圧	1.8V～7V	2.7V～10.8V
最大出力 現在	1.8Aピーク	1.5Aあたり チャンネル
制御 インターフェース	IN1 / IN2	IN1 / IN2
PWM速度 制御	サポートされています	サポートされています
パッケージサイズ	非常にコンパクト 2 mm×2mm WSON	より大きな HTSSOP/WQFN パッケージ
スリープ電流	非常に低い	低い
PCBスペース 要件	より小さい	より大きな
熱 能力	に適しています コンパクトな低電力システム	より良い デュアルモーター動作
最適な用途	シングルコンパクト モーターシステム	ロボット工学と マルチモータープロジェクト
典型的な アプリケーション	カメラ、スマート ロック、ポータブルデバイス	ロボット、 自動化システム、Arduino プロジェクト
ステッピングモーター サポート	いいえ	はい
デザイン 複雑さ	よりシンプルに シングルモーター設計	より柔軟に マルチモーター設計

DRV8837の実際の用途

• 小型ロボットシステム - ロボットのホイール、移動、およびアクチュエーター機構用の小型 DC モーターを制御します。

• バッテリ駆動のポータブルデバイス - 低電力モーター制御が必要な小型電子製品に使用されます。

• スマートロック - 電子ロックおよびロック解除機構用の小型モーターを駆動します。

• カメラとレンズ システム - オートフォーカスおよびレンズ位置決めシステムで使用される小型モーターを制御します。

• 組み込みモーター制御ボード - コンパクトなオートメーションおよび制御システムでマイクロコントローラーと連携します。

• IoTとスマートデバイス - スマートホームおよび接続されたデバイスの低電圧モーター制御をサポートします。

• 小型アクチュエータ - 小型リニアアクチュエータおよび機械的移動システムを駆動します。

• 家庭用電化製品 - 玩具、携帯機器、小型自動電子製品に使用されます。

• 医療用携帯機器 ・軽量医療機器の小型モーターやポンプを制御します。

• 教育用エレクトロニクス プロジェクト - Arduino、STEM、モーター制御学習プロジェクトでよく使用されます。

機械的寸法

結論

DRV8837 H ブリッジ設計により、モーターの前進、後進、ブレーキ、惰行が可能になり、PWM 制御により速度調整が容易になります。独立したロジック電源とモーター電源により、低電圧コントローラや小型バッテリ駆動設計での動作にも役立ちます。小型、低消費電力、統合された保護が重要な単一モーターのアプリケーションにとって、DRV8837 は信頼性の高いソリューションです。

よくあるご質問[FAQ]

1. DRV8837 がコンパクトな低電圧モーター制御設計に適しているのはなぜですか?

DRV8837 は、H ブリッジ モーター ドライバー、MOSFET スイッチ、PWM 制御、スリープ モード、および保護機能を小型の 8 ピン WSON パッケージに組み合わせているため、コンパクトな設計に適しています。また、低ロジック電圧と最大 11 V のモーター電源もサポートしているため、バッテリー駆動のデバイスに役立ちます。

2. DRV8837 はブラシ付き DC モーターの方向をどのように制御しますか?

DRV8837 は、IN1 と IN2 の論理状態を変更することでモーターの方向を制御します。これらの入力は内部の H ブリッジを切り替えて、モーターに電流がどちらの方向にも流れるようにします。これにより、モーターを正転または逆転させることができます。

3. DRV8837 では PWM 速度制御はどのように機能しますか?

PWM 速度制御は、モーターの電源を急速にオン/オフすることによって機能します。デューティ サイクルが高くなると、モーターの平均電圧が増加し、回転が速くなります。デューティ サイクルが低いと平均電圧が低くなり、モーターの速度が遅くなります。

4. DRV8837 で個別の VCC 電源と VM 電源を使用する目的は何ですか?

VCC は IC のロジック セクションに電力を供給し、VM はモーター出力段に電力を供給します。この分離により、DRV8837 はモーターを駆動するのに十分な電力を供給しながら、低電圧マイクロコントローラーで動作することができます。

5. DRV8837 がスリープ モードに入るとどうなりますか?

nSLEEP ピンがデバイスをスリープ モードにすると、DRV8837 は消費電力を非常に低いレベルに削減します。これは、モーターが常にアクティブではないバッテリー駆動システムで役立ちます。

6. DRV8837 の信頼性を高めるのに役立つ保護機能は何ですか?

DRV8837 には、過電流保護、短絡保護、低電圧ロックアウト、およびサーマルシャットダウンが含まれています。これらの機能は、過電流、低供給電圧、過熱、障害状態から IC とモーター システムを保護するのに役立ちます。

7. DRV8837 では MOSFET のオン抵抗が低いことが重要なのはなぜですか?

MOSFET のオン抵抗が低いため、モーター動作時の電力損失と発熱が軽減されます。これにより効率が向上し、熱とエネルギーの使用を制御する必要がある小型のバッテリー駆動製品で特に役立ちます。