自制 H 桥有刷电机驱动板：电感选择的关键要点

　　在电子电路设计领域，自制 H 桥有刷电机驱动板是一个常见且具有挑战性的任务。一个简单的电机驱动板通常可以分为电源转换、H 桥驱动、STM32 及外设接口、电流检测这几个主要部分。下面我们将深入探讨各个部分的具体情况，尤其是电感选择的关键要点。
　　电源转换模块
　　电源转换模块包含两个关键转换：24V 转 5V 和 5V 转 3.3V。
　　24V 转 5V：采用 JW5026 芯片，这是一款 DC - DC 降压芯片，也被称为 “斩波芯片”。它能将输入的 24V 直流电压先斩成一段一段类似 PWM 波形式的脉冲电压，电压值为 24V，平均值为 5V。SW 引脚是输出脉冲电压的引脚，当电源转换芯片出现问题时，可以使用示波器检测 SW 端的电压，查看是否输出了对应的脉冲波形。从芯片手册可知，SW 端输出脉冲电压的频率是 1.1MHZ，属于高频信号。在 PCB 布局中，此脚引出的信号线要尽可能粗且短，推荐用一块短而宽的铜皮迅速连入电感，以减小功率信号的损失。斩出来的信号经电感整流后接近直流电压，还需配合后面的输出电容进行稳压、储能和滤波。
　　5V 转 3.3V：使用 TPS70933 芯片，它属于线性 LDO 电压转换芯片，具有输出纹波小、需要的外部器件少的优点。输入和输出各加一个 2.2uf 的电容即可，对布局要求不高，一般要求输入、输出电容尽可能靠近芯片引脚。
　　电感的选择
　　电感的选择在整个驱动板设计中十分关键。曾经有人在次设计时选择了直插式的电感，结果导致芯片烧毁。直插式电感引脚长且细，不太适合这种类型的 DC - DC 芯片。到目前为止，很少看到这种 DC - DC 芯片使用直插电感（不过有兴趣的话也可以尝试）。同时，要特别注意电感的饱和电流参数，使其大于所需电流的 25%，预留一定的余量。电感值大一点无妨，但不能过小。
　　H 桥驱动
　　NMOS 驱动芯片采用 IR2401S，供电电压 24V 可能偏高。一些电路会增加一个 24V 转 18V 的模块，用 18V 给 IR2401S 供电，这样会更好，但 24V 供电也可以使用，只是处于极限状态。
　　电流检测
　　电流检测使用通用运放 LMV321，电压放大倍数 =（R26 + R27）/ R27，此处电压放大 11 倍。根据芯片手册，4.7pf 的电容是为了防止电路铃振。曾经有人使用 INA240 加 REF2033（提供一个基准电压源）检测电流，但通过程序中的示波器发现两者的电流波形相差不大，终选择了 LMV321，因其简单实用。也有其他板子采用霍尔芯片测电流，有兴趣的读者可以进行尝试。
　　PCB 布局
　　PCB 板中比较重要的布局模块是 24V 转 5V 模块和 H 桥模块。
　　24V 转 5V 电压转换芯片布局参考
　　电压转换芯片应尽可能靠近电源输入，输入电源线要宽且短。
　　输入电容要尽可能靠近输入引脚。
　　SW 引出线要宽且短。
　　反馈电压从输出电容采集，尽量远离 SW 端。
　　H 桥电路布局参考
　　要分清哪些是信号线，哪些线上要通过大电流。信号线可以使用细线，大电流的线用 fill 或 polygon 连接，若实在不好画宽，可以开窗后加锡，以增加过流能力。