TB6612FNG是一款性能優(yōu)于傳統(tǒng)L298N的電機驅(qū)動芯片,具有效率高、外圍電路簡單、體積小等優(yōu)點,非常適合在機器人、智能小車等項目中驅(qū)動兩個直流電機或者一個步進電機。
一、TB6612FNG 核心特性
雙通道H橋驅(qū)動:可獨立驅(qū)動兩個直流電機或一個步進電機。
高輸出電流:連續(xù)輸出電流可達1.2A(單通道),峰值電流可達3.2A。
寬工作電壓:電機驅(qū)動電壓 VM 最高可達15V;邏輯電壓 VCC 范圍為2.7V~5.5V。
多種控制模式:支持正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、剎車、停止四種模式。
低待機電流:內(nèi)置關機電路,可進入低功耗待機模式。
PWM支持:支持高達100kHz的PWM頻率,實現(xiàn)精確調(diào)速。
二、典型應用電路驅(qū)動圖
下圖是TB6612FNG驅(qū)動一個直流電機的典型應用電路。驅(qū)動兩個電機只需將另一路的 AIN1/AIN2/PWMA 和 AO1/AO2 以同樣方式連接即可。
電路元件說明:
電源部分
VM (電機電源):連接一個4.5V 至 15V的電源,用于驅(qū)動電機。必須在 VM 和 GND 之間靠近芯片的位置并聯(lián)一個 100μF 的電解電容和一個 0.1μF 的瓷片電容,以進行電源去耦,吸收電機工作時產(chǎn)生的電流突變和噪聲。
VCC (邏輯電源):連接一個2.7V 至 5.5V的電源,為芯片內(nèi)部邏輯電路供電。通常直接連接到單片機(如Arduino, STM32)的 3.3V 或 5V 引腳。同樣需要在 VCC 和 GND 之間并聯(lián)一個 0.1μF 的瓷片電容。
控制信號輸入
AIN1, AIN2 (A通道輸入信號):這兩個引腳接收來自單片機的數(shù)字信號(HIGH/LOW),用于控制電機的旋轉(zhuǎn)方向。
PWMA (A通道PWM輸入):這個引腳接收來自單片機的PWM信號,用于控制電機的轉(zhuǎn)速。
STBY (待機引腳):當此引腳為高電平(HIGH) 時,芯片正常工作;當為低電平(LOW) 時,芯片進入待機(關機)模式,所有輸出停止。通常直接連接到單片機的I/O口,方便控制電機啟停。
電機輸出
AO1, AO2 (A通道輸出):這兩個引腳直接連接到直流電機的兩個電極。
GND:所有GND引腳(芯片底部還有一個大的散熱焊盤)都必須可靠地連接到公共地。
三、電機控制邏輯真值表
這是理解如何控制電機的核心。下表展示了 AIN1, AIN2, PWMA 和電機狀態(tài)的關系。
| STBY | PWMA | AIN1 | AIN2 | 電機A狀態(tài) | 功能描述 |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | X | X | X | 停止 | 待機模式(關機) |
| 1 | 0 | X | X | 停止 | 強制停止 |
| 1 | PWM | 0 | 1 | 逆時針轉(zhuǎn)動 | 方向1 + 調(diào)速 |
| 1 | PWM | 1 | 0 | 順時針轉(zhuǎn)動 | 方向2 + 調(diào)速 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 停止(浮空) | 無效模式 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 剎車 | 電機快速停止 |
重要模式解釋:
正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn):通過 AIN1 和 AIN2 的 01 或 10 組合確定方向,PWMA 的占空比決定速度。
剎車:當 AIN1 和 AIN2 同為 1,且 PWMA=1 時,電機兩個端子被短路,產(chǎn)生一個制動力矩,使電機快速停止。
停止:當 PWMA=0 時,無論 AIN1/AIN2 是什么,電機都會停止。
四、與微控制器(如Arduino)的連接示例
以Arduino Uno驅(qū)動兩個直流電機為例:
| TB6612FNG 引腳 | Arduino 連接 | 說明 |
|---|---|---|
| PWMA | Digital Pin 5 (PWM) | 控制電機A速度 |
| AIN2 | Digital Pin 4 | 控制電機A方向 |
| AIN1 | Digital Pin 3 | 控制電機A方向 |
| PWMB | Digital Pin 6 (PWM) | 控制電機B速度 |
| BIN2 | Digital Pin 8 | 控制電機B方向 |
| BIN1 | Digital Pin 7 | 控制電機B方向 |
| STBY | Digital Pin 9 | 芯片使能,HIGH啟用 |
| GND | GND | 共地 |
| VCC | 5V 或 3.3V | 邏輯電源 |
| VM | 外部7~12V電池正極 | 電機電源 |
| GND | 外部7~12V電池負極 | 電機電源地,與Arduino共地 |
五、示例代碼(Arduino)
// 定義TB6612FNG控制引腳 int STBY = 9; // 使能引腳 // 電機A int PWMA = 5; // 速度控制 int AIN1 = 3; // 方向 int AIN2 = 4; // 方向 // 電機B int PWMB = 6; // 速度控制 int BIN1 = 7; // 方向 int BIN2 = 8; // 方向 void setup() { // 將所有控制引腳設置為輸出 pinMode(STBY, OUTPUT); pinMode(PWMA, OUTPUT); pinMode(AIN1, OUTPUT); pinMode(AIN2, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT); pinMode(BIN1, OUTPUT); pinMode(BIN2, OUTPUT); // 啟動驅(qū)動器 digitalWrite(STBY, HIGH); } // 自定義電機控制函數(shù) void motor(int n, int dir, int pwm) { // n: 電機編號,0為A,1為B // dir: 方向,1為正轉(zhuǎn),0為反轉(zhuǎn) // pwm: 速度,0-255 int in1, in2, pwmPin; if (n == 0) { in1 = AIN1; in2 = AIN2; pwmPin = PWMA; } else { in1 = BIN1; in2 = BIN2; pwmPin = PWMB; } if (dir == 1) { // 正轉(zhuǎn) digitalWrite(in1, HIGH); digitalWrite(in2, LOW); } else if (dir == 0) { // 反轉(zhuǎn) digitalWrite(in1, LOW); digitalWrite(in2, HIGH); } analogWrite(pwmPin, pwm); // 設置速度 } // 剎車函數(shù) void brake(int n) { if (n == 0) { digitalWrite(AIN1, HIGH); digitalWrite(AIN2, HIGH); analogWrite(PWMA, 0); } else { digitalWrite(BIN1, HIGH); digitalWrite(BIN2, HIGH); analogWrite(PWMB, 0); } } void loop() { // 電機A以速度200正轉(zhuǎn),電機B以速度150反轉(zhuǎn) motor(0, 1, 200); motor(1, 0, 150); delay(2000); // 運行2秒 // 剎車 brake(0); brake(1); delay(500); // 停止0.5秒 // 電機A以速度150反轉(zhuǎn),電機B以速度200正轉(zhuǎn) motor(0, 0, 150); motor(1, 1, 200); delay(2000); // 運行2秒 // 進入待機模式(軟關機) digitalWrite(STBY, LOW); delay(2000); // 待機2秒 digitalWrite(STBY, HIGH); // 重新啟動 }
六、注意事項
務必共地:單片機的地、電機電源的地、TB6612FNG的GND必須連接在一起,否則控制邏輯會混亂。
電源去耦:VM 和 VCC 引腳附近的電容必須要接,且盡量靠近芯片引腳,否則系統(tǒng)會不穩(wěn)定,甚至損壞芯片。
散熱:TB6612FNG在驅(qū)動大電流電機時會發(fā)熱,PCB設計時應將芯片底部的散熱焊盤通過過孔連接到地平面,以幫助散熱。
布線:電機的大電流路徑(電池 -> TB6612 -> 電機)應使用較粗的導線。
希望這份詳細的說明和電路圖能幫助你成功應用TB6612FNG!
審核編輯 黃宇
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