3、电机驱动核心：H桥电路原理、L298N与TB6612驱动芯片对比、驱动电路搭建

好，咱们进入电机驱动的核心环节。说实话，搞点钞机最怕什么？不是电机转不起来，而是转起来之后突然卡住，然后——啪，烧了。所以这一章，我带你彻底搞懂H桥怎么工作，以及怎么选驱动芯片。

3.1 H桥电路原理：说白了就是个换向开关

H桥这个名字，你看它的电路图就明白了。四个开关管（通常是MOS管或三极管）摆成"H"字形，电机接在中间横杠上。嗯，就这么简单。

它的核心任务就两个：让电机正转，或者反转。怎么做到？

• 正转：左上和右下导通，电流从左往右流过电机。
• 反转：右上和左下导通，电流从右往左流过电机。
• 刹车：同时导通上管或同时导通下管，电机两端短路，快速停转。
• 滑行：四个管子全关，电机靠惯性自由转动。

实际项目中，我们不会手动去开关这四个管子。太累了，而且容易出错。所以就有了专用的驱动芯片，比如L298N和TB6612。

3.2 L298N vs TB6612：老将与新秀的较量

这两款芯片我都用过，各有各的脾气。先看个对比表，心里有个底。

参数	L298N	TB6612
工作电压	4.5V - 46V	2.7V - 13.5V
最大持续电流	2A（实际建议1A以下）	1.2A（峰值3.2A）
导通内阻	约2Ω（双极型晶体管）	约0.5Ω（MOS管）
PWM频率	最高约40kHz	最高约100kHz
封装	MultiWatt15（大体积）	SSOP24（小体积）
价格	便宜（约5-8元）	稍贵（约8-12元）

你看，L298N电压范围宽，能驱动大电机。但它的内阻大，发热严重。我记得有一次做项目，L298N没加散热片，连续跑了10分钟，手都不敢摸——烫得能煎鸡蛋。

TB6612就不一样了。MOS管的内阻低，发热小很多。而且体积小，适合做在PCB上。不过它的电压上限只有13.5V，点钞机用的12V电机刚好卡在边缘。我个人习惯留点余量，所以会选TB6612，但前提是电源要稳。

3.3 驱动电路搭建：从原理图到实物

好，理论说完了，咱们动手。我以TB6612为例，因为它更适合点钞机这种小功率场景。

3.3.1 引脚功能速览

TB6612有16个引脚，但常用的就这几个：

• VM：电机电源（2.7V - 13.5V）
• VCC：逻辑电源（2.7V - 5.5V）
• GND：共地
• AIN1/AIN2：通道A的方向控制
• PWMA：通道A的PWM调速
• AOUT1/AOUT2：接电机A
• BIN1/BIN2、PWMB、BOUT1/BOUT2：通道B同理
• STBY：待机控制，高电平使能

3.3.2 典型接线图

别怕，接线其实很简单。我直接给你一个标准接法：

// TB6612 与 Arduino 接线示例
// 通道A控制一个电机

TB6612      Arduino
VM    ——>   12V电源正极
VCC   ——>   5V
GND   ——>   GND（与电源共地）
STBY  ——>   5V（一直使能）
AIN1  ——>   D8
AIN2  ——>   D9
PWMA  ——>   D10（PWM引脚）
AOUT1 ——>   电机正极
AOUT2 ——>   电机负极

嗯，这里要注意：VM和VCC是分开的。VM接电机电源，VCC接逻辑电源。我见过有人把两个接一起，结果逻辑部分烧了。为什么？因为电机启动时会把VM拉低，逻辑芯片就跟着掉电重启了。

3.3.3 控制逻辑表

控制电机其实就四个状态，记牢了：

AIN1	AIN2	PWM	电机状态
0	0	X	刹车（停止）
0	1	PWM	正转（速度由PWM占空比决定）
1	0	PWM	反转
1	1	X	刹车（更猛的刹车）

3.3.4 实战代码片段

给你一段Arduino的示例代码，直接就能跑：

// TB6612 电机驱动示例
#define AIN1 8
#define AIN2 9
#define PWMA 10

void setup() {
  pinMode(AIN1, OUTPUT);
  pinMode(AIN2, OUTPUT);
  pinMode(PWMA, OUTPUT);
  
  // 初始状态：停止
  digitalWrite(AIN1, LOW);
  digitalWrite(AIN2, LOW);
  analogWrite(PWMA, 0);
}

void loop() {
  // 正转，50%速度
  digitalWrite(AIN1, LOW);
  digitalWrite(AIN2, HIGH);
  analogWrite(PWMA, 128);  // 0-255，128约50%
  delay(2000);
  
  // 停止
  digitalWrite(AIN1, LOW);
  digitalWrite(AIN2, LOW);
  analogWrite(PWMA, 0);
  delay(1000);
  
  // 反转，75%速度
  digitalWrite(AIN1, HIGH);
  digitalWrite(AIN2, LOW);
  analogWrite(PWMA, 192);  // 约75%
  delay(2000);
  
  // 停止
  digitalWrite(AIN1, LOW);
  digitalWrite(AIN2, LOW);
  analogWrite(PWMA, 0);
  delay(1000);
}

这段代码很简单，但已经包含了正反转和调速的核心逻辑。你把它烧进Arduino，接上电机和TB6612，就能看到电机乖乖听话了。

3.4 驱动电路搭建的注意事项

最后，我总结几个实战中容易踩的坑：

• 电源滤波：电机启动瞬间电流很大，会在电源线上产生尖峰。我习惯在VM引脚附近加一个100μF的电解电容，再加一个0.1μF的瓷片电容。一个滤低频，一个滤高频。
• 地线处理：逻辑地和电机地要分开走线，最后在电源入口处单点接地。否则电机的大电流会干扰逻辑信号，导致误动作。
• 散热问题：TB6612虽然发热小，但如果长时间满负荷运行，还是建议在芯片背面贴一个小散热片。L298N就更不用说了，散热片是标配。
• 保护二极管：TB6612内部已经集成了续流二极管，但如果你用的是分立元件搭H桥，一定要在电机两端反向并联一个二极管，否则关断瞬间的反向电动势会击穿MOS管。

嗯，这一章的内容就到这里。H桥的原理你搞懂了，L298N和TB6612的区别也清楚了，电路搭建的要点也记住了。下一章，咱们就进入实战——用PWM调速，让电机转得又快又稳。