L298N與TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片的深度解析

在嵌入式系統(tǒng)和機(jī)器人項(xiàng)目中，直流電機(jī)扮演著至關(guān)重要的角色，而電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片則是控制電機(jī)運(yùn)動(dòng)的核心部件。在眾多電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案中，L298N和TB6612FNG（以下簡(jiǎn)稱TB6612）是兩款備受關(guān)注且廣泛使用的芯片。它們各自擁有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和局限性，適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。本文將對(duì)這兩款芯片進(jìn)行深入的對(duì)比分析，從工作原理、性能參數(shù)、實(shí)際應(yīng)用以及優(yōu)缺點(diǎn)等方面進(jìn)行詳盡闡述，旨在幫助讀者更好地理解并選擇適合自己項(xiàng)目的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案。

L298N電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片詳解

L298N是一款由意法半導(dǎo)體（STMicroelectronics）生產(chǎn)的H橋電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，能夠直接驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載，如直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)和繼電器等。它以其較高的電流驅(qū)動(dòng)能力和相對(duì)簡(jiǎn)單的控制方式，在早期和中期的業(yè)余電子愛(ài)好者和教育領(lǐng)域中占據(jù)了主導(dǎo)地位。

1. L298N的工作原理與架構(gòu)

L298N芯片內(nèi)部集成了兩個(gè)獨(dú)立的H橋，每個(gè)H橋由四個(gè)晶體管（通常是雙極型晶體管BJT）組成。這些晶體管的開(kāi)關(guān)組合決定了電流流過(guò)電機(jī)繞組的方向，從而控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。每個(gè)H橋可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)直流電機(jī)，或者將兩個(gè)H橋并聯(lián)起來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)更大電流的電機(jī)，或者驅(qū)動(dòng)一個(gè)雙極型步進(jìn)電機(jī)。

L298N需要外部提供兩路電源：一路是邏輯電源（VSS），通常為5V，用于芯片內(nèi)部邏輯電路的供電；另一路是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源（VS），電壓范圍較寬，可以從4.5V到36V，用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這種分離的供電方式能夠有效隔離電機(jī)工作時(shí)的噪聲對(duì)邏輯電路的影響。

控制L298N的電機(jī)需要三路信號(hào)：兩路輸入控制信號(hào)（IN1/IN2或IN3/IN4）用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)方向，以及一路使能信號(hào)（ENA或ENB）用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。使能信號(hào)通?？梢赃B接到微控制器的PWM（脈沖寬度調(diào)制）引腳，通過(guò)調(diào)整PWM的占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)的調(diào)速。當(dāng)使能信號(hào)為低電平時(shí)，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，即使輸入控制信號(hào)發(fā)生變化，電機(jī)也不會(huì)響應(yīng)。

2. L298N的主要優(yōu)點(diǎn)

• 驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)： L298N的單個(gè)H橋可以提供高達(dá)2A的連續(xù)電流，峰值電流可達(dá)3A，這使得它能夠驅(qū)動(dòng)一些中等功率的直流電機(jī)。對(duì)于需要較高驅(qū)動(dòng)電流的場(chǎng)合，L298N是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。例如，在一些小型機(jī)器人底盤(pán)、遙控車(chē)或舵機(jī)控制系統(tǒng)中，L298N能夠提供足夠的動(dòng)力。

• 電壓范圍寬： L298N的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電壓范圍從4.5V到36V，這意味著它可以兼容多種電源，從電池到適配器，提供了較高的靈活性。這對(duì)于使用不同類型電機(jī)或電源的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)非常方便。

• 成熟可靠： 作為一款經(jīng)典的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，L298N已經(jīng)上市多年，經(jīng)過(guò)了廣泛的市場(chǎng)驗(yàn)證，技術(shù)成熟，資料豐富。無(wú)論是官方數(shù)據(jù)手冊(cè)還是社區(qū)教程，都非常容易找到，這對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)非常有益。

• 封裝簡(jiǎn)單，易于散熱： L298N通常采用多引腳的SIP（單列直插）或PowerZIP封裝，其背面通常帶有大面積的金屬散熱片。這種設(shè)計(jì)有利于將芯片工作時(shí)產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去，提高芯片的穩(wěn)定性。在實(shí)際應(yīng)用中，通常會(huì)額外加裝散熱片，以應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間高電流工作帶來(lái)的熱量積累。

• 成本相對(duì)較低： 相較于一些更先進(jìn)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，L298N的價(jià)格通常更具競(jìng)爭(zhēng)力，這使得它成為預(yù)算有限的項(xiàng)目或教學(xué)實(shí)踐的理想選擇。

3. L298N的顯著缺點(diǎn)

盡管L298N擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也同樣明顯，尤其是在追求效率和小型化的現(xiàn)代設(shè)計(jì)中。

• 高壓降與低效率： 這是L298N最主要的缺點(diǎn)之一。L298N內(nèi)部使用的是雙極型晶體管（BJT），其導(dǎo)通電阻相對(duì)較大。當(dāng)電流流過(guò)這些晶體管時(shí)，會(huì)在晶體管上產(chǎn)生較大的電壓降（飽和壓降）。例如，在輸出2A電流時(shí)，每個(gè)H橋的電壓降可能達(dá)到2V左右，這意味著在芯片內(nèi)部會(huì)消耗大量的電能轉(zhuǎn)化為熱能。這種能量損耗導(dǎo)致L298N的轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低，尤其是在低電壓驅(qū)動(dòng)高電流電機(jī)時(shí)，發(fā)熱問(wèn)題會(huì)更加突出。

• 發(fā)熱量大，需要額外散熱： 由于上述的低效率問(wèn)題，L298N在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量。在驅(qū)動(dòng)較大電流的電機(jī)時(shí)，即使外加散熱片，也可能出現(xiàn)過(guò)熱保護(hù)，甚至芯片損壞的情況。這限制了L298N在高功率和長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行應(yīng)用中的使用。在設(shè)計(jì)時(shí)必須充分考慮散熱措施，如使用更大的散熱片、強(qiáng)制風(fēng)冷等，這無(wú)疑增加了系統(tǒng)的體積和復(fù)雜性。

• 體積較大： L298N芯片本身的封裝尺寸就相對(duì)較大，加上必要的外部元件（如續(xù)流二極管）和散熱片，使得整個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊的體積偏大。這對(duì)于空間受限的嵌入式設(shè)備或微型機(jī)器人來(lái)說(shuō)是一個(gè)明顯的劣勢(shì)。

• 控制信號(hào)復(fù)雜： L298N需要三路控制信號(hào)（兩路方向控制，一路使能PWM調(diào)速），相較于一些只需要兩路信號(hào)即可控制方向和速度的芯片來(lái)說(shuō)，占用了更多的微控制器GPIO資源。在GPIO資源緊張的項(xiàng)目中，這可能成為一個(gè)考量因素。

• 不帶續(xù)流二極管： L298N芯片內(nèi)部不包含續(xù)流二極管。在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載（如電機(jī)）時(shí)，當(dāng)電機(jī)兩端電壓突然發(fā)生變化時(shí)，電機(jī)內(nèi)部的電感會(huì)產(chǎn)生反向電動(dòng)勢(shì)，如果沒(méi)有續(xù)流二極管，這個(gè)反向電動(dòng)勢(shì)可能會(huì)損壞驅(qū)動(dòng)芯片。因此，在使用L298N時(shí)，必須在外部電機(jī)兩端并聯(lián)四個(gè)續(xù)流二極管（通常是FR107或1N4007等快恢復(fù)二極管），這增加了電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和元件數(shù)量。雖然市面上常見(jiàn)的L298N模塊通常已經(jīng)集成了這些二極管，但在自行搭建電路時(shí)需要特別注意。

• 噪聲較大： L298N在使用PWM調(diào)速時(shí)，由于其開(kāi)關(guān)特性，可能會(huì)產(chǎn)生明顯的電磁噪聲，這可能對(duì)附近的其他敏感電子元件造成干擾。

TB6612電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片詳解

TB6612FNG是日本東芝（Toshiba）公司生產(chǎn)的一款低功耗、高性能的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。它采用了MOSFET（金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管）作為H橋開(kāi)關(guān)元件，相較于L298N的BJT，具有更高的效率和更低的功耗，因此在小型化、低功耗和高效率的應(yīng)用中越來(lái)越受歡迎。

1. TB6612的工作原理與架構(gòu)

TB6612芯片同樣集成了兩個(gè)獨(dú)立的H橋，每個(gè)H橋由P溝道和N溝道MOSFET組成。與L298N類似，通過(guò)控制MOSFET的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)控制電流方向，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。它也可以驅(qū)動(dòng)兩個(gè)直流電機(jī)或一個(gè)步進(jìn)電機(jī)。

TB6612也需要兩路電源：一路是邏輯電源VCC，電壓范圍為2.7V至5.5V，兼容常見(jiàn)的微控制器電壓；另一路是電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源VM，電壓范圍為2.7V至15V。與L298N相比，TB6612的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電壓上限較低，但這對(duì)于大部分基于電池供電的小型機(jī)器人和智能設(shè)備來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠。

控制TB6612的電機(jī)也需要三路信號(hào)，但其控制邏輯略有不同。它通常使用兩個(gè)輸入引腳（AIN1/AIN2或BIN1/BIN2）來(lái)控制電機(jī)方向，一個(gè)PWM輸入引腳（PWMA/PWMB）來(lái)控制電機(jī)速度。此外，它還有一個(gè)STBY（待機(jī)）引腳，用于芯片的使能控制。當(dāng)STBY引腳為高電平時(shí)，芯片工作；當(dāng)為低電平時(shí)，芯片進(jìn)入待機(jī)模式，功耗極低，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這種待機(jī)功能在電池供電的應(yīng)用中非常有優(yōu)勢(shì)。

2. TB6612的主要優(yōu)點(diǎn)

TB6612的設(shè)計(jì)理念旨在克服L298N的諸多局限性，特別是在效率和體積方面。

• 高效率與低功耗： 這是TB6612最突出的優(yōu)點(diǎn)。由于內(nèi)部采用了MOSFET作為開(kāi)關(guān)元件，其導(dǎo)通電阻（Ron）遠(yuǎn)低于L298N的BJT。這意味著在相同電流下，TB6612內(nèi)部的電壓降更小，從而大大降低了能量損耗，提高了轉(zhuǎn)換效率。高效率直接帶來(lái)的好處就是芯片發(fā)熱量顯著降低，延長(zhǎng)了電池續(xù)航時(shí)間，并降低了對(duì)散熱的需求。在許多應(yīng)用中，TB6612甚至不需要額外的散熱片。

• 體積小巧： TB6612通常采用SSOP-24或QFN封裝，芯片尺寸非常小。由于發(fā)熱量低，它通常不需要像L298N那樣龐大的散熱片，這使得整個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以做得非常緊湊。對(duì)于空間有限的微型機(jī)器人、智能穿戴設(shè)備或IoT設(shè)備來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì)。

• 內(nèi)置續(xù)流二極管： TB6612芯片內(nèi)部集成了續(xù)流二極管（通常是肖特基二極管）。這大大簡(jiǎn)化了外部電路設(shè)計(jì)，減少了元件數(shù)量和PCB面積，也降低了設(shè)計(jì)出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。用戶無(wú)需再手動(dòng)添加外部二極管，使得布線更加簡(jiǎn)潔。

• 低壓操作能力： TB6612的邏輯電源和電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源都可以低至2.7V，這使得它非常適合與3.3V或5V的微控制器直接連接，并且可以驅(qū)動(dòng)一些低壓電機(jī)，或者在電池電壓下降時(shí)仍能正常工作。

• 具備待機(jī)功能： STBY引腳的存在使得芯片可以進(jìn)入低功耗待機(jī)模式。在電機(jī)不工作時(shí)，通過(guò)將STBY引腳置低，可以大幅降低整個(gè)系統(tǒng)的功耗，這對(duì)于延長(zhǎng)電池壽命至關(guān)重要，特別是在移動(dòng)機(jī)器人或便攜式設(shè)備中。

• 高PWM頻率支持： TB6612能夠支持高達(dá)100kHz的PWM頻率。更高的PWM頻率可以使電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)，減少電流紋波和電機(jī)噪聲，同時(shí)也可以提高調(diào)速的精度和響應(yīng)速度。

• 抗干擾能力強(qiáng)： 由于其內(nèi)部電路設(shè)計(jì)和MOSFET的特性，TB6612在抗電磁干擾（EMI）方面表現(xiàn)更好，對(duì)其他敏感電路的影響更小。

3. TB6612的局限性

盡管TB6612在許多方面優(yōu)于L298N，但它也并非完美無(wú)缺，存在一些需要注意的局限性。

• 驅(qū)動(dòng)電流相對(duì)較?。?/strong> TB6612的單路連續(xù)驅(qū)動(dòng)電流通常為1.2A，峰值電流可達(dá)3.2A。雖然對(duì)于大多數(shù)小型電機(jī)來(lái)說(shuō)已經(jīng)足夠，但相較于L298N的2A連續(xù)電流，TB6612在驅(qū)動(dòng)一些中等或較大功率的電機(jī)時(shí)可能會(huì)顯得力不從心。如果項(xiàng)目需要驅(qū)動(dòng)電流超過(guò)1.2A的電機(jī)，則可能需要考慮并聯(lián)使用兩路TB6612或選擇其他更強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)芯片。

• 電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓范圍較窄： TB6612的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源電壓上限為15V。這意味著它無(wú)法驅(qū)動(dòng)那些需要更高電壓（如24V、36V）才能正常工作的電機(jī)。這在工業(yè)控制或一些特殊應(yīng)用中可能是一個(gè)限制。

• 成本相對(duì)較高： 相較于L298N，TB6612芯片的價(jià)格通常會(huì)略高一些。雖然差距不大，但對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)或預(yù)算極其緊張的項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，這仍是一個(gè)需要考慮的因素。

• 過(guò)流/過(guò)熱保護(hù)不完善： TB6612內(nèi)部通常具備熱關(guān)斷功能，當(dāng)芯片溫度過(guò)高時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出以保護(hù)芯片。然而，其過(guò)流保護(hù)機(jī)制可能不如一些高端驅(qū)動(dòng)芯片那樣完善和可配置。在某些極端情況下，持續(xù)的過(guò)載仍可能導(dǎo)致芯片損壞。

• 引腳數(shù)量略多，布線可能略復(fù)雜： 盡管芯片體積小，但其SSOP-24等封裝的引腳數(shù)量相對(duì)較多且密集，對(duì)于手工焊接或初學(xué)者來(lái)說(shuō)，布線和焊接可能需要更細(xì)致的操作。

L298N與TB6612的綜合對(duì)比與選擇建議

通過(guò)以上對(duì)L298N和TB6612的詳細(xì)分析，我們可以清晰地看到它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。下表總結(jié)了它們之間的關(guān)鍵差異：

何時(shí)選擇L298N？

盡管TB6612在性能上表現(xiàn)更優(yōu)，但L298N仍然在某些特定場(chǎng)景下具有其存在的價(jià)值：

1. 預(yù)算極其有限的入門(mén)級(jí)項(xiàng)目： 如果項(xiàng)目對(duì)成本非常敏感，且對(duì)效率、體積和發(fā)熱量沒(méi)有嚴(yán)格要求，L298N模塊的低廉價(jià)格會(huì)是一個(gè)吸引力。

2. 驅(qū)動(dòng)電流需求較高且電壓適中的電機(jī)： 如果需要驅(qū)動(dòng)的電機(jī)在1.2A到2A的連續(xù)電流范圍內(nèi)，且工作電壓在15V以上36V以下，那么L298N可能是一個(gè)合適的選擇，但務(wù)必注意散熱問(wèn)題。

3. 對(duì)體積和功耗不敏感的教學(xué)或?qū)嶒?yàn)平臺(tái)： 在教育領(lǐng)域或僅用于驗(yàn)證概念的原型設(shè)計(jì)中，L298N因其簡(jiǎn)單粗暴的特性和易于理解的原理，仍常被用于演示電機(jī)控制的基礎(chǔ)知識(shí)。

4. 擁有現(xiàn)成L298N模塊或資源： 如果手頭已經(jīng)有L298N模塊，或者項(xiàng)目是基于已有的L298N設(shè)計(jì)進(jìn)行迭代，那么繼續(xù)使用L298N也是一種選擇。

在選擇L298N時(shí)，務(wù)必考慮并采取充分的散熱措施，并確保電源能夠提供足夠的電流。

何時(shí)選擇TB6612？

對(duì)于絕大多數(shù)現(xiàn)代嵌入式項(xiàng)目，尤其是在追求性能、效率和小型化的背景下，TB6612通常是更優(yōu)的選擇：

1. 電池供電的移動(dòng)設(shè)備或機(jī)器人： 高效率和低功耗待機(jī)模式使得TB6612能夠顯著延長(zhǎng)電池續(xù)航時(shí)間，這對(duì)于無(wú)人機(jī)、遙控車(chē)、智能小車(chē)等移動(dòng)平臺(tái)至關(guān)重要。

2. 對(duì)體積有嚴(yán)格限制的項(xiàng)目： TB6612的小巧封裝和無(wú)需額外散熱的特性，使其成為微型機(jī)器人、穿戴設(shè)備或IoT設(shè)備的理想選擇。

3. 對(duì)發(fā)熱量敏感的項(xiàng)目： 如果項(xiàng)目對(duì)溫度控制有嚴(yán)格要求，或者設(shè)備內(nèi)部空間狹小導(dǎo)致散熱困難，那么低發(fā)熱的TB6612將是首選。

4. 需要驅(qū)動(dòng)低壓電機(jī)的項(xiàng)目： TB6612對(duì)低至2.7V的工作電壓支持，使其能夠更好地驅(qū)動(dòng)一些小型、低壓的電機(jī)。

5. 追求更高PWM頻率以獲得更平滑控制的應(yīng)用： 如果需要電機(jī)運(yùn)行更加平穩(wěn)、噪聲更低，或者對(duì)調(diào)速精度有較高要求，TB6612的高PWM頻率支持會(huì)非常有益。

6. 希望簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)和布線： 內(nèi)置續(xù)流二極管的特性大大簡(jiǎn)化了外部電路，減少了元件數(shù)量和布線復(fù)雜性，使得開(kāi)發(fā)過(guò)程更加高效。

總而言之，TB6612是當(dāng)前主流的、更推薦的直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，特別適合對(duì)效率、體積和功耗有較高要求的項(xiàng)目。

實(shí)際應(yīng)用考量與進(jìn)階探討

除了上述的芯片特性對(duì)比，在實(shí)際應(yīng)用中還有一些重要的考量因素和進(jìn)階技巧，能夠幫助開(kāi)發(fā)者更好地利用這兩種芯片。

1. 電源選擇與濾波

無(wú)論是L298N還是TB6612，穩(wěn)定的電源都是電機(jī)正常工作的基礎(chǔ)。

• L298N： 由于其較高的電壓范圍，可以選擇多種電源，但要確保電源有足夠的電流輸出能力，并能承受電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的瞬態(tài)大電流。由于其發(fā)熱量大，電源部分的穩(wěn)壓和濾波也尤為重要，建議在電源輸入端加入大容量電解電容（如100uF或更大）和瓷片電容（0.1uF）進(jìn)行濾波，以減少電機(jī)工作產(chǎn)生的紋波和噪聲對(duì)電源的干擾。

• TB6612： 雖然其電壓范圍較窄，但對(duì)電源的穩(wěn)定性同樣有要求。由于其效率高，對(duì)電源的紋波和噪聲容忍度相對(duì)較好，但適當(dāng)?shù)臑V波仍然是必要的。在邏輯電源和電機(jī)電源輸入端靠近芯片的位置，放置0.1uF的瓷片電容和10uF的電解電容可以有效改善電源質(zhì)量。

2. PWM頻率的選擇

PWM頻率的選擇對(duì)電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性、效率和噪聲都有影響。

• L298N： 由于BJT的開(kāi)關(guān)特性，L298N通常不適合過(guò)高的PWM頻率。過(guò)高的頻率會(huì)導(dǎo)致晶體管頻繁開(kāi)關(guān)，增加開(kāi)關(guān)損耗，進(jìn)一步加劇發(fā)熱。一般建議將PWM頻率設(shè)置在1kHz到10kHz之間。

• TB6612： 由于采用MOSFET，TB6612可以支持高達(dá)100kHz的PWM頻率。更高的PWM頻率可以減少電機(jī)電流的紋波，使得電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)更加平滑，尤其是在低速運(yùn)行時(shí)，可以有效消除“咔噠”聲，降低電機(jī)噪聲。此外，高頻PWM也能提高電流控制的響應(yīng)速度。

3. 保護(hù)機(jī)制與故障處理

雖然芯片本身具備一定的保護(hù)功能，但了解和利用這些功能，并在系統(tǒng)層面增加額外的保護(hù)，可以提高系統(tǒng)的魯棒性。

• L298N： L298N通常具有熱關(guān)斷功能，當(dāng)芯片溫度超過(guò)設(shè)定閾值時(shí)，會(huì)自動(dòng)關(guān)閉輸出以防止損壞。但在實(shí)際使用中，由于其高發(fā)熱特性，熱關(guān)斷可能頻繁觸發(fā)，導(dǎo)致電機(jī)間歇性工作。因此，充足的散熱是預(yù)防熱關(guān)斷的關(guān)鍵。

• TB6612： TB6612也內(nèi)置熱關(guān)斷功能。此外，一些高級(jí)版本的驅(qū)動(dòng)芯片可能還具備過(guò)流保護(hù)、欠壓鎖定等功能。在設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電機(jī)電流來(lái)判斷是否發(fā)生堵轉(zhuǎn)或過(guò)載，并及時(shí)停止電機(jī)或降低驅(qū)動(dòng)電流，從而保護(hù)芯片和電機(jī)。

4. 電磁兼容性（EMC）

電機(jī)作為感性負(fù)載，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的電磁噪聲，對(duì)周?chē)碾娮釉斐筛蓴_。

• 布局與布線： 合理的PCB布局和布線對(duì)EMC至關(guān)重要。將大電流回路（如電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路）與小信號(hào)回路（如微控制器控制信號(hào)）分離，并盡量縮短大電流回路的長(zhǎng)度，使用較寬的走線來(lái)降低阻抗。

• 濾波： 除了電源濾波外，在電機(jī)兩端并聯(lián)0.1uF的瓷片電容和小電感（如幾u(yù)H的磁珠）可以有效抑制電機(jī)刷引起的高頻噪聲。

• 接地： 良好的接地是降低噪聲和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。采用星形接地或大面積的地平面可以有效減少地線噪聲。

5. 驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)

雖然本文主要討論了驅(qū)動(dòng)直流電機(jī)，但L298N和TB6612也可以用于驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。

• L298N： 由于其每路2A的驅(qū)動(dòng)能力，可以驅(qū)動(dòng)雙極型步進(jìn)電機(jī)。通常需要使用兩路H橋來(lái)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)的兩個(gè)繞組。通過(guò)控制四路輸入信號(hào)的順序和PWM占空比，可以實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的全步、半步或微步驅(qū)動(dòng)。

• TB6612： 同樣可以驅(qū)動(dòng)雙極型步進(jìn)電機(jī)，但受限于其1.2A的連續(xù)電流，適合驅(qū)動(dòng)功率較小的步進(jìn)電機(jī)。控制原理與L298N類似，通過(guò)兩路H橋?qū)Σ竭M(jìn)電機(jī)繞組進(jìn)行順序激勵(lì)。

6. 驅(qū)動(dòng)多電機(jī)系統(tǒng)

如果項(xiàng)目需要驅(qū)動(dòng)兩個(gè)以上的電機(jī)，可以考慮以下方案：

• 多芯片并用： 最直接的方法是使用多個(gè)L298N或TB6612芯片，每個(gè)芯片驅(qū)動(dòng)兩個(gè)電機(jī)。這種方案簡(jiǎn)單直接，但會(huì)增加PCB面積和成本。

• 更高集成度的驅(qū)動(dòng)器： 對(duì)于需要驅(qū)動(dòng)更多電機(jī)或更高功率電機(jī)的系統(tǒng)，可以考慮使用集成度更高的多通道電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（如DRV8833、DRV8871等）或?qū)Ｓ玫亩噍S電機(jī)驅(qū)動(dòng)板。這些芯片通常提供更緊湊的解決方案和更完善的保護(hù)功能。

總結(jié)與展望

L298N和TB6612是兩款各具特色的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片。L298N以其皮實(shí)耐用、驅(qū)動(dòng)電流大、電壓范圍寬以及價(jià)格低廉的特點(diǎn)，在過(guò)去的很長(zhǎng)一段時(shí)間里占據(jù)了市場(chǎng)主導(dǎo)地位，尤其適合于初學(xué)者入門(mén)、對(duì)效率和體積不敏感的通用性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以及需要驅(qū)動(dòng)較大電流電機(jī)的場(chǎng)景。然而，其效率低下、發(fā)熱量大、體積龐大以及需要外部續(xù)流二極管的缺點(diǎn)，使其在現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中逐漸失去了優(yōu)勢(shì)。

相反，TB6612憑借其高效率、低發(fā)熱、小體積、內(nèi)置續(xù)流二極管以及低功耗待機(jī)模式等顯著優(yōu)點(diǎn)，成為了當(dāng)前小型化、高效率、電池供電等應(yīng)用場(chǎng)景的優(yōu)選方案。它能夠提供更長(zhǎng)的電池續(xù)航、更緊湊的設(shè)計(jì)以及更平穩(wěn)的電機(jī)控制體驗(yàn)。

在選擇這兩種芯片時(shí)，開(kāi)發(fā)者應(yīng)根據(jù)項(xiàng)目的具體需求進(jìn)行權(quán)衡：

• 如果項(xiàng)目對(duì)成本極其敏感，且對(duì)效率、體積和發(fā)熱量容忍度較高，或者需要驅(qū)動(dòng)2A左右、電壓較高的電機(jī)，L298N可能是一個(gè)勉強(qiáng)可行的選擇，但務(wù)必做好散熱。

• 如果項(xiàng)目對(duì)效率、體積、功耗有較高要求，且驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流在1.2A以下，工作電壓在15V以下，那么TB6612無(wú)疑是更明智、更現(xiàn)代化的選擇。

隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片不斷涌現(xiàn)，它們?cè)诩啥?、效率、保護(hù)功能和智能化方面持續(xù)進(jìn)步。例如，許多新型驅(qū)動(dòng)芯片集成了更先進(jìn)的電流檢測(cè)、短路保護(hù)、欠壓鎖定等功能，并且提供SPI、I2C等數(shù)字接口，使得控制更加靈活和精確。然而，L298N和TB6612作為入門(mén)級(jí)和常用型電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片，依然在各自的細(xì)分市場(chǎng)中發(fā)揮著作用，理解它們的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)于電子工程師和愛(ài)好者來(lái)說(shuō)仍然具有重要的指導(dǎo)意義。掌握這兩款經(jīng)典芯片的特性，有助于為未來(lái)學(xué)習(xí)和應(yīng)用更高級(jí)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。