TB6612FNG — чем заменить L298N и L293D?

Что это за прибор

Пара цифр по току в каталогах расходится, и это стоит оговорить: часть списков даёт 1 А непрерывно и 2 А в импульсе, тогда как паспорт производителя указывает 1,2 А и 3,2 А. Расчёт ведут по паспорту на конкретную версию, а не по витрине магазина: разница между 1 А и 1,2 А при запасе в 30 % может оказаться как раз тем случаем, когда мотор встаёт на долю секунды под нагрузкой.

Нормирование температуры здесь скромнее, чем у многих других приборов: −20…+85 °C. Для оборудования, которое реально работает в цехе или на улице, это повод посмотреть на приборы с расширенным диапазоном, а не на модуль за копейки.

Входные цепи логики совместимы и с 3,3 В, и с 5 В, поэтому прибор напрямую работает с микроконтроллерами, у которых логика 3,3 В, без согласователей уровней.

Выводы и что к чему подключается

Управление каналом построено на трёх входах: два направления (IN1, IN2) и отдельный вход ШИМ. Логика простая и читается без паспорта: при IN1 = 0 и IN2 = 0 мотор свободен, при IN1 = 0 и IN2 = 1 — прямое направление, при IN1 = 1 и IN2 = 0 — обратное, при IN1 = 1 и IN2 = 1 — короткое торможение. Скорость задаётся скважностью на входе ШИМ, а он у этого прибора свой для каждого канала, то есть один мотор крутится быстрее второго независимо.

Земля общая: и привод двигателя, и управляющий микроконтроллер, и сам драйвер должны быть на одном проводнике. Разделение земель — источник «мощность прыгает, а логика сбрасывается», и в схемах с гидравликой или приводом от отдельного блока питания это выглядит как необъяснимые сбои.

По питанию двигателя обязательна развязка порядка 10 мкФ плюс 0,1 мкФ непосредственно на выводах VM. У H-моста индуктивность мотора при переключении выбрасывает выброс, и без этой ёмкости просадка по питанию идёт на всю схему.

STBY: причина, по которой мотор не крутится

Вывод STBY — общий разрешающий вход, и он активен по уровню HIGH. Пока на нём низ, оба моста закрыты независимо от состояния входов направления и ШИМ. На платах-модулях его обычно подтягивают к питанию логики через резистор, поэтому проблема проявляется не там, где её ожидают: на собранной вручную схеме или на плате, где вывод STBY оставлен свободным, мотор молчит, а программа исправно отправляет команды.

Второе отличие от L298N, о котором стоит помнить при переносе схемы: отдельных разрешающих входов на каждый канал у прибора нет. Если исходная схема управляла каналами через ENA и ENB, то на TB6612FNG обе линии переносятся на общий STBY, а управление скоростью каждого мотора переводится на PWMA и PWMB.

Отсюда же третий момент: если в исходной схеме один из каналов включался и выключался программно, а скорость второго задавалась постоянным уровнем, то при замене на TB6612FNG логику придётся переписать — на вход ШИМ в этом приборе подают именно ШИМ-сигнал, а не постоянный уровень.

Сравнение с L298N и L293D

Переход с L298N оправдан почти всегда: падение напряжения меньше вдвое, диоды не нужны, радиатор не нужен, ШИМ выше — мотор тише и меньше греется. При этом сам L298N не снимается с производства, и если исходная схема рассчитана на питание двигателя выше 13,5 В, TB6612FNG просто не подойдёт: у него нет нужного запаса по напряжению.

С L293D ситуация другая: там ток 0,6 А на канал, и для большинства маломощных моторов переход означает заметный запас по току. L293D при этом дешевле, и если мотор потребляет ток заведомо меньше 0,6 А, замена может быть избыточной.

Ещё одно отличие в пользу TB6612FNG: частота ШИМ выше, а значит выше частота коммутации обмоток. На практике это даёт меньший шум и меньшую пульсацию тока, что слышно и видно по вибрации корпуса при малых оборотах.

Что проверять при заказе

1. 01 Корпус SSOP-24 и назначение выводов: при замене L298N проверяют, что выводы питания и земли разведены так же.
2. 02 Предел по питанию двигателя 13,5 В — при более высоком напряжении прибор не подходит.
3. 03 Ток мотора против 1,2 А на канал с запасом, а не впритык.
4. 04 Наличие вывода STBY в схеме и его подтяжка к питанию логики.
5. 05 Питание логики: 2,7–5,5 В, совместимо с 3,3 В.
6. 06 Наличие развязки 10 мкФ и 0,1 мкФ на выводах питания двигателя.

Частые вопросы

• Можно ли поставить TB6612FNG вместо L298N — да, по питанию и логике, но перенос схемы делают с пересборкой управления ШИМ и включением STBY.
• Сколько тока держит — 1,2 А непрерывно на канал по паспорту производителя.
• Нужны ли внешние диоды — нет, body-диоды внутри прибора.
• Почему мотор не крутится — не поднят STBY либо нет ШИМ-сигнала на PWMA/PWMB.
• Какое питание двигателя допустимо — 4,5–13,5 В.
• Нужен ли радиатор — при 1,2 А на канал радиатор не требуется.