所选任务介绍

又是一次Make Blocks活动，这个活动是是硬禾科技联合DigiKey得捷发起的“玩模块，拼技能，进阶最牛工程师！”大赛，大赛共6期，每期会推出两个PCB设计主题，并设置相关PCB设计任务。这次我选择了直流电机的驱动器，要求驱动电流达到2A以上，这一驱动要求其实很简单，很多驱动器都可以满足，如A4950，L298N这些耳熟能详的驱动芯片。

但是像是A4950，只能驱动3A的电机，够用但其实没有达到极限。L298N的体积又巨大，于是我想寻找一款新的集成芯片，尽量驱动能力可以高一点，尽量在5A以上。这一设计也是我一直想尝试的小体积大电流驱动器，正好看到TI有一款高电流电机驱动器，可以拿来尝试一下

设计的模块介绍（包含主要芯片的选择、功能和应用等，并附上主要芯片在DigiKey官网的链接）

最主要的芯片就是这一颗，DRV8874，是一个H桥驱动芯片，输出电流可达6A，访问这一链接即可看到说明

https://www.digikey.cn/zh/products/detail/texas-instruments/DRV8874PWPR/11502339

• 这里也顺便介绍一下这个芯片的原理，手册中其实写的很清晰了。

众所周知，一个直流电机有两个引脚，一端接正极，一端接负极即可让电机旋转，换一个方向即可反向旋转，当间断的接通电源，就可以改变电机出力时间，也就是间接的形成调速了。假设我们使用电子器件代替这件事情，也就是H桥，即为下图所示。

• 当按照左图红色路径经过的两个mos管时，左上 MOS导通，右下 MOS导通，电流从 VM → 左上 MOSFET → 电机 → 右下 MOSFET → 地，此时电机正向转动
• 左图蓝色路径让两侧的低端 MOS同时导通，相当于短路电机制动，也就是会产生较大制动力，此时叫做制动模式
• 左图当关断所有 MOS，电流按照绿色路径流动，电机电流通过体二极管续流，电机靠惯性滑行
• 反相转动即为左图，右上 MOS导通，左下 MOS导通，电机反转

原理图和PCB模块设计介绍（记得截图原理图和PCB上传）

根据芯片手册，设计原理图如下图所示

有以下几点特色：

• 这个图纸使用了kicad的子原理图，因为基本上所有的芯片都是这一设计，除了失效LED以外，其余器件基本上都是需要的。
• JP1跳线设定了是否启用调速，不启用调速的话，MCU处只需使用一根引脚就可以控制正反转，另一根引脚控制启停。启用调速的话，需要将IO配置为PWM模式。
• D1为失效LED。
• R2为设置保护模式的，有表中几种，告诉了选择不同，可以配置不同的模式，如是否要自动重启，是否关闭输出等等。

PCB1：测试PCB

由于手头有一些自己设计的开发板，外观类似arduino uno，于是绘制了第一块测试PCB，用于测试这一芯片是否正常工作，可以直接连接在自己设计的板卡上，正好kicad中有arduino的板子外形尺寸，我就直接拿来用了。

原理图非常的简略，因为大部分设计在子原理图中都完成了，这里只需连接和预留测试点即可。

绘制PCB如下：

很明显，这片PCB不符合题目要求，于是设计了另一块PCB如下

这片PCB尺寸为35x35mm，原因是因为淘宝上有一块30x30的散热片，我猜想这模块发热应该巨大，于是希望可以增加板子的热容，于是就按照散热片的尺寸设计了。

为了最大化散热效果，布线做了一些优化，背面留下了一整块铜箔，去除掉绿油，芯片中间散热焊盘使用过孔直接打穿到背面。

很奇怪的是，这颗小芯片的输出引脚只有一根，怪怪的，但是手册上写它能承受的了6A。我的测试板已经回来了，实测它确实可以输出6A电流，就是散热不太跟得上，4A电流稳的一批。本月嘉立创券用完了，等后来使用一下散热加强版的再试。

模块主要性能指标和管脚定义

• 尺寸：35x35
• 最大支持电压：37V
• 最大输出电流：6A
• 管脚定义

eZ-PLM上新建物料和项目的截图+介绍

直接输入产品名称，就可以自动添加物料号了，很方便

感悟

kicad真的很方便，AD和立创EDA是工作，KICAD是生活。开源很好用，很放心，已经在除了需要仿真和高速板以外的领域，完全替代了AD