在机电控制系统中，控制信号大多由微控制器（单片机、CPLD、DSP 等）输出。为兼顾工作稳定性与低功耗，这类器件的工作电压普遍较低，常见为 5V、3.3V、1.8V，其输出电平仅能表征控制逻辑，不具备驱动大功率负载的能力。本电路的目标是驱动智能车所用的 540 电机，该电机具有大扭矩、大电流的特点，因此必须在控制信号与电机之间加入驱动电路以提升驱动能力，使单片机能够对电机实施控制。本文选用 BTS7960 大电流低电压电机驱动芯片进行设计，驱动电路的总体框图如图 1 所示。

BTS7960 是面向电机驱动的大电流集成芯片，它由一个 P 沟道高边 MOSFET、一个 N 沟道低边 MOSFET 与一个集成驱动 IC 构成，可承受大电流，构成 H 桥的一个桥臂。由于高边采用 P 沟道开关，省去了电荷泵，从而降低了电磁干扰（EMI）。片内集成驱动 IC 使其与微控制器的接口十分简便，并具备逻辑电平输入、电流检测诊断、斜率校正、死区时间产生以及过温、过压、欠压、过流与短路保护等功能。两块 BTS7960 可以组合成完整的 H 桥，其通态电阻典型值为 16mΩ，驱动电流可达 43A。

智能车竞赛的赛道形态多变，包含直道、不同曲率的弯道与连续 S 形弯道，电机因而工作在转速连续变化的状态。电机的加速与减速可以通过单向调节 PWM 波的占空比实现；但在较为复杂的情况下，电机需借助电压反向的反接制动才能完成减速，例如由直道高速行驶状态突然进入曲率很大的弯道时，仅停止单向 PWM 输出并不足够，还需输出反向 PWM 波。因此，电路需由两块 BTS7960 构成 H 全桥，以实现电机的正反转，所设计的电路如图 2 所示。

图 2　由两块 BTS7960 构成的 H 全桥驱动电路