BTN7971B直流有刷电机驱动模块PCB设计
好久不见，今天主打一个分享。由标题可见，玩过单片机、搞过智能车的小伙伴应该对btn都不陌生，一个强大而又好用的直流有刷电机驱动模块。这次呢就分享一下我的电机驱动pcb，个人画板能力有限，不喜勿喷。同时互联网上的大佬如果能够评判指正，我是非常乐于接受的。
从网上都可以找到btn7971b的手册，英飞凌家产的，纯英文，我是看不懂，但是我会去筛选出我需要的信息。
btn7971b是内部集成的半桥，所以要想驱动一个电机就需要两块btn才行，而且它内部的半桥上桥臂是p-mos，下桥臂是n-mos，大多数电机驱动的我们用的上下桥臂都是n-mos，下次我们再介绍一下这二者的区别。我觉得，既然btn内部就有一个半桥，那未必只能用来当电机驱动，应该还有其他用途，这个之后用到了再说。
btn7971b 半桥上桥臂（p-mos）最大导通阻抗12.8mω，典型值7mω、下桥臂（n-mos）最大导通阻抗17.7mω，典型值9mω（常温下）；
输入pwm可达25khz；
电机驱动电流可达50a；
输入电压最大45v；
上下桥臂导通时的死区时间btn是根据输入的pwm来自动调节的，只能说很方便好吧，不用咱们自己计算设置了，能省很多事。
它的sr和is引脚我没看懂具体是怎么电流检测和保护电路的，设计原理图的时候我就没有用它他们的功能，直接串电阻接地，最好别悬空我觉得，得拉低，防止有噪声攻击。
在手册里面也给出了官方的电路设计，分别有全桥的和半桥两种。下面是我设计的原理图。
in和inh引脚是btn的控制输入引脚，当inh置位高时，相当于bnt开启，启用该设备；不用的时候inh拉低，通过in引脚来控制桥臂的某一个mos开关，这个之后我们介绍改pcb双功能时仔细介绍。
in和inh输入引脚需要串联10k以内的电阻，防止输入电流过大损害器件，手册里面也提到特别注意pcb的布局，因为这种大电流快速切换的电路，在电桥设计中，必须减少损耗，这是在所有高功率开关桥的所必要的。什么回流路径最短之类的，这个我自己画pcb的时候都没有注意，说实话也不会，不太懂，就没考虑那么多，打完板子之后测试能用，能用就行，哈哈。
我们看看一看实物图：
这里我们介绍一下：
①双路pwm控制电机调速及正反转：将en_b（inh）和en_a（inh）引脚接高电平，pb-（in）和pb+、pa-和pa+分别接单片机pwm引脚，分别为真反转pwm，也就是说需要单片机四个pwmi/o口；
②将en_b和en_a引脚接单片机pwm引脚，pb-和pb+、pa-和pa+接四个普通的i/o引脚就可以了，也就是我们用的最多的控制方式0 1或者1 0控制正反转，pwm调速；
当然我建议用第二种，第一种占用pwm引脚有点多，必然就会多使用一个定时器，eb_b、eb_a、ea_b、ea_a、就是两个电机a、b相编码器，使用定时器的编码器模式又得使用两个定时器，所以还是建议用第二种。
之前我还一直在找btn内部电路原理图，但是没有，只有手册上给的内部结构图，也是大致的，所以我就在想这个控制输入引脚in和inh是如何控制内部半桥上下桥臂两个mos导通和关断的，仔细研究了一下，我推断大概是这样的，拿第二种驱动方式举例：
当en_b（inh1和inh2）接pwm、pb-（in1）接0、pb+（in2）接1，那么in1的上桥臂p-mos导通，in2的下桥臂n-mos导通，这样就构成了一个通路，然后inh接pwm控制调速；同理pb-（in1）接1、pb+（in2）接0，那就是反过来了，电机反转。
当然以上只是我的假设，也有可能和我想的是反过来的，在《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》里在svpwm那块，讲的桥臂控制1是上桥臂导通，0是下桥臂导通。
在pcb设计中，我把地分成了数字地和功率地，在pcb中做了隔离，最后用一个0ω电阻将两块地平面短接“分块铺铜，单点接地”。
74hc244d三态门缓冲器，就是为了起到单片机与btn之间的隔离保护作用，如果想要设计的简单点的话，我觉得用贴片二极管也可以，选那种导通压降小一点的。
这里设计的是有一处败笔，就是b电机的端子我焊在了下面，因为电机左右放置的话必然是镜像，所以引脚应该是反过来的，但是我没有改过来，所以只能焊在下面。
大家应该都发现了原理图中开关处的那个p-mos，这个mos是为了防反接的，其实也可以不用加，p-mos导通原理是s（源极）比g（栅极）电压高就会导通，所以g直接接地，d（漏极）输出。
今天的分享就到这里，内容也很简单，希望还是能够帮助到一些想要画电机驱动的小白们，原理图、bom表、使用手册我会在下面放一个网盘链接，有需要的大家自信添加即可。
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从网上都可以找到btn7971b的手册，英飞凌家产的，纯英文，我是看不懂，但是我会去筛选出我需要的信息。
btn7971b是内部集成的半桥，所以要想驱动一个电机就需要两块btn才行，而且它内部的半桥上桥臂是p-mos，下桥臂是n-mos，大多数电机驱动的我们用的上下桥臂都是n-mos，下次我们再介绍一下这二者的区别。我觉得，既然btn内部就有一个半桥，那未必只能用来当电机驱动，应该还有其他用途，这个之后用到了再说。
btn7971b 半桥上桥臂（p-mos）最大导通阻抗12.8mω，典型值7mω、下桥臂（n-mos）最大导通阻抗17.7mω，典型值9mω（常温下）；
输入pwm可达25khz；
电机驱动电流可达50a；
输入电压最大45v；
上下桥臂导通时的死区时间btn是根据输入的pwm来自动调节的，只能说很方便好吧，不用咱们自己计算设置了，能省很多事。
它的sr和is引脚我没看懂具体是怎么电流检测和保护电路的，设计原理图的时候我就没有用它他们的功能，直接串电阻接地，最好别悬空我觉得，得拉低，防止有噪声攻击。
在手册里面也给出了官方的电路设计，分别有全桥的和半桥两种。下面是我设计的原理图。
in和inh引脚是btn的控制输入引脚，当inh置位高时，相当于bnt开启，启用该设备；不用的时候inh拉低，通过in引脚来控制桥臂的某一个mos开关，这个之后我们介绍改pcb双功能时仔细介绍。
in和inh输入引脚需要串联10k以内的电阻，防止输入电流过大损害器件，手册里面也提到特别注意pcb的布局，因为这种大电流快速切换的电路，在电桥设计中，必须减少损耗，这是在所有高功率开关桥的所必要的。什么回流路径最短之类的，这个我自己画pcb的时候都没有注意，说实话也不会，不太懂，就没考虑那么多，打完板子之后测试能用，能用就行，哈哈。
我们看看一看实物图：
这里我们介绍一下：
①双路pwm控制电机调速及正反转：将en_b（inh）和en_a（inh）引脚接高电平，pb-（in）和pb+、pa-和pa+分别接单片机pwm引脚，分别为真反转pwm，也就是说需要单片机四个pwmi/o口；
②将en_b和en_a引脚接单片机pwm引脚，pb-和pb+、pa-和pa+接四个普通的i/o引脚就可以了，也就是我们用的最多的控制方式0 1或者1 0控制正反转，pwm调速；
当然我建议用第二种，第一种占用pwm引脚有点多，必然就会多使用一个定时器，eb_b、eb_a、ea_b、ea_a、就是两个电机a、b相编码器，使用定时器的编码器模式又得使用两个定时器，所以还是建议用第二种。
之前我还一直在找btn内部电路原理图，但是没有，只有手册上给的内部结构图，也是大致的，所以我就在想这个控制输入引脚in和inh是如何控制内部半桥上下桥臂两个mos导通和关断的，仔细研究了一下，我推断大概是这样的，拿第二种驱动方式举例：
当en_b（inh1和inh2）接pwm、pb-（in1）接0、pb+（in2）接1，那么in1的上桥臂p-mos导通，in2的下桥臂n-mos导通，这样就构成了一个通路，然后inh接pwm控制调速；同理pb-（in1）接1、pb+（in2）接0，那就是反过来了，电机反转。
当然以上只是我的假设，也有可能和我想的是反过来的，在《电力拖动自动控制系统——运动控制系统》里在svpwm那块，讲的桥臂控制1是上桥臂导通，0是下桥臂导通。
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