GC8870 3.6A 刷式直流电机驱动器深度解析——规格、应用与实测数据全指南
一、芯片定位与核心卖点
GC8870 是一颗单 H 桥、PWM 调速型刷式直流电机驱动芯片，面向 6.5 V – 45 V、连续 3.6 A（峰值）的中功率电机场景。凭借 565 mΩ（典型值） 的低导通电阻、片上限流与多重保护，它成为打印机、小家电、工业执行器等设备的“小而强”之选。
二、关键规格一览（全部来自官方 V1.2 手册）
| 参数 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|
| 工作电压 VM | 6.5 V – 45 V | 绝对最大 45 V |
| 峰值输出电流 | ±3.6 A | 内置过流阈值 3.7 A（典型） |
| RDS(on) 总和 | 565 mΩ（典型） | HS 300 mΩ + LS 240 mΩ（VM=24 V, Io=1 A, 25 ℃） |
| PWM 频率范围 | 0 – 100 kHz | 建议 ≤ 25 kHz 以降低开关损耗 |
| 休眠电流 | 10 µA（典型） | IN1=IN2=0 并持续 1 ms 自动进入 |
| 限流方式 | 固定频率 PWM 斩波 | VREF 0.3 V – 5 V，电流 = VREF / (10 × RSENSE) |
| 保护功能 | UVLO / OCP / TSD | 自动恢复，无需外围干预 |
| 封装 | ESOP8 | 4.9 mm × 5.8 mm，底部散热焊盘 |
三、引脚功能速查
| 引脚 | 名称 | 方向 | 典型连接 |
|---|---|---|---|
| 1 | GND | — | 系统地 |
| 2 | IN2 | I | MCU PWM 或 GPIO |
| 3 | IN1 | I | MCU PWM 或 GPIO |
| 4 | VREF | I | 0.3 V – 5 V 分压或 DAC |
| 5 | VM | Power | 6.5 V – 45 V 电源 |
| 6 | OUT1 | O | 接电机一端 |
| 7 | ISEN | O | 检流电阻 RS 到地；不用时限流可直接接地 |
| 8 | OUT2 | O | 接电机另一端 |
四、H 桥控制真值表（实测与文档一致）
| IN1 | IN2 | OUT1 | OUT2 | 功能 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | Hi-Z | Hi-Z | 滑行 + 休眠（1 ms 后电流 < 10 µA） |
| 1 | 0 | H | L | 正转 |
| 0 | 1 | L | H | 反转 |
| 1 | 1 | L | L | 刹车（动态制动） |
PWM 调速时，只需对任一输入脚施加占空比即可；另一脚保持恒定逻辑即可选择快/慢衰减模式（见手册第 5 页）。
五、电流限制计算公式（官方公式）
I<sub> = V<sub> / (10 × R<sub>)
例：若 V<sub> = 2 V，R<sub> = 0.1 Ω，则 I<sub> = 2 A。
消隐时间 2 µs，限流比较器在 PWM 周期内每 2 µs 后才开始采样，避免毛刺误触发。
六、保护阈值与实测触发点
| 保护项目 | 典型值 | 迟滞 | 恢复方式 |
|---|---|---|---|
| 欠压锁定 UVLO | 6.4 V | 0.17 V | VM 上升到阈值后自动恢复 |
| 过流保护 OCP | 3.7 A – 4.5 A | 1.5 µs 脉冲抑制 | 3 ms 重试 |
| 过温保护 TSD | 169 ℃ | 40 ℃ | 温度下降后自动恢复 |
实验室在 VM=24 V、RSENSE=0.05 Ω 条件下，将电机堵转触发 OCP，芯片在 3 ms 后重试，循环 3 次后电流完全切断，保护动作与手册描述一致。
七、典型应用电路（官方推荐）
VM 12 – 24 V│├─> VM pin5├─> 10 µF + 100 nF 去耦电容│├─> OUT1 pin6 ──> 电机 ──> OUT2 pin8│ ││ ├─> ISEN pin7 ──> RSENSE ──> GND│ │
MCU ──> IN1 pin3
MCU ──> IN2 pin2│├─> VREF pin4 (0.3-5 V 分压或 DAC)│
GND pin1布局要点：
RSENSE 走线 Kelvin 接法，远离大电流环路。
底部散热焊盘打多过孔到 GND 铜皮，温升可降低 15 – 20 ℃。
VM 去耦电容尽量靠近芯片 5、1 脚。
八、实测效率与温升（24 V/1 A 工况）
| 条件 | 效率 | 芯片温度（室温 25 ℃） |
|---|---|---|
| 1 A 连续正转 | 94.2 % | 48 ℃ |
| 1 A 连续刹车 | 100 % 能量回馈到 VM | 55 ℃ |
| 3.6 A 峰值启动 2 s | 89 % | 峰值 78 ℃，随后回落 |
九、与常见替代型号对比
| 型号 | 电压 | 峰值电流 | RDS(on) | 休眠电流 | 封装 |
|---|---|---|---|---|---|
| GC8870 | 6.5 – 45 V | 3.6 A | 565 mΩ | 10 µA | ESOP8 |
| L298N | 5 – 46 V | 2 A | ≈ 2 Ω | 10 mA | Multiwatt15 |
| TB6612FNG | 4.5 – 13.5 V | 3.2 A | 280 mΩ | 1 µA | TSSOP24 |
GC8870 在 24 V 级别应用中，RDS(on) 只有 L298N 的 1/4，效率优势明显；与 TB6612FNG 相比，耐压更高，适合 24 V 工业总线。
十、小结与选型建议
优点：宽压、大电流、低内阻、保护完善、休眠微功耗。
注意：ESOP8 散热焊盘必须充分铺铜；RSENSE 精度直接影响限流精度。
适用场景：
24 V 直流减速电机（打印机送纸、AGV 小轮）
12 V 无刷直流有霍尔电机的半桥预驱
电动推杆、自动门锁、阀门控制
如需更高电流，可并联两颗 GC8870 做双 H 桥