任务介绍

使用集成电机驱动IC，设计一款能驱动小型直流有刷电机的模块，实现正转、反转和调速功能。

任务要求：

1. 使用集成H桥驱动IC
2. 支持直流电机正转、反转、停止
3. 提供PWM调速输入接口
4. 工作电压≥6V
5. 提供标准接口，方便与MCU开发板连接

方案介绍

本方案基于TB6612FNG双通道直流电机驱动芯片，设计了一款结构紧凑、性能稳定、扩展性强的电机驱动模块。系统整体分为电源管理单元、电机驱动单元、控制接口单元和滤波保护单元。

1. 电源供电系统
   采用 VM（电机电源）与 VCC（逻辑电源）独立供电 设计：
2. • VM端口：接电机驱动电源（支持2.5V~13.5V），为电机提供大电流驱动能量。
   • VCC端口：接3.3V或5V逻辑电源（通常取自MCU开发板），为TB6612芯片内部逻辑电路供电。
   • 滤波电路：VM入口并联100nF和10μF电容（C1、C2），VCC入口并联100nF电容（C3），有效滤除电源噪声，保障驱动与逻辑电路稳定工作。
2. 电机驱动与调速系统
3. • 双H桥驱动：TB6612芯片内部集成两个独立的H桥电路，分别控制两路电机（A通道和B通道）。
   • 方向控制：通过AIN1/AIN2、BIN1/BIN2引脚输入高低电平，控制电机正转、反转及停止状态。
   • PWM调速：通过PWMA/PWMB引脚输入PWM信号（支持高达100kHz频率），实现电机转速的平滑调节。
   • 待机功能：STBY引脚为低电平时，芯片进入待机模式，降低功耗。
3. 布局与保护设计
4. • 紧凑布局：PCB尺寸仅约20mm×20mm，适合空间受限的嵌入式应用。
   • 信号隔离：PCB布局上将电源/电机输出（左侧）与控制信号（右侧）分列两侧，有效避免大电流对弱电信号的干扰。

6.板上资源框图

模块介绍

tb6612FNG芯片DigiKey链接：TB6612FNG,C,8,EL Toshiba Semiconductor and Storage | 电机驱动器，控制器 | DigiKey

原理图

PCB[顶层]

PCB[底层]

3D效果图

主要性能指标

引脚定义

心得体会

本次基于TB6612FNG的直流电机驱动模块设计项目，是一次从原理图设计到PCB布局再到3D建模的完整硬件开发实践。通过这个项目，我对功率电子设计、PCB布局优化以及模块化接口设计有了更深入的理解。

未来修改建议：未来可增加双向电流检测电路，实现过流保护或闭环调速；同时将STBY引脚独立引出，便于MCU进行低功耗控制，提升模块实用性与能效。