集成的H橋芯片也有很多，比如L298N，但是一般負載電流會受到限制。使用分立元件搭建的H橋，比如橋臂驅動芯片配合N溝道MOSFET，能夠達到非常大的負載電流和非常高的頻率，而且可以更換器件，從而具備更多的可定制性。

這里橋臂驅動芯片采用IR2104S，MOSFET管采用IRF540N。

原理圖：

PCB板：

焊接好的成品板：

遇到的問題一，采用+12P（圖中的+12V）和VPP分開的設計？

機器人隊的H橋第一版，（MOSFET管和負載的）VPP和（IR2104S和光耦的）+12P，由外部分別供電；為了簡化對鋰電池的要求，并且方便模塊化的使用，第二版的+12P經(jīng)VPP從LM2596給出（它在市場上很常見，而且開關特性適應寬電壓輸入）。

這里仍然采用了第一版的設計，即VPP和+12P分開供電。

原因a：硬件成本的考慮。三個光耦加上兩個IR2104S芯片的功耗是非常低的，即使同時掛載10個H橋，采用1個負載電流為200mA的開關穩(wěn)壓芯片也就夠了。

原因b：解放了VPP的輸入范圍。由于IR2104S的工作電壓為10V～20V，而光耦6N135的最高工作電壓為15V，光耦TLP521-1的最高工作電壓為24V，因此這里取+12P為它們供電。如果是第二版的設計，為了獲得這個+12P，VPP必須保持在14V以上。分開供電的話，VPP可以為0V以上的任意值（當然還要考慮輸入電容和MOSFET的耐壓）。

遇到的問題二，光耦的選型？

H橋需要從光耦接收三個信號，分別是左橋臂PWM，右橋臂PWM和SHDN，而直流電機的斬波頻率一般在10KHz以上，所以這里需要兩個高速光耦和一個普通光耦。高速光耦可以采用6N135，普通光耦可以采用TPL521-1。

6N135和TLP521-1的輸入端，壓降約為1.6V，推薦的工作電流為16mA，因此當輸入信號由+3.3V的IO口給出時，限流電阻應取100歐姆，實際上測試100歐姆～300歐姆都能取得不錯的效果。

6N135是高速光耦，它的輸出上拉電阻太大時，會出現(xiàn)低電平到不了0V的情況；它的輸出上拉電阻太小時，會出現(xiàn)嚴重的噪聲。10K歐姆左右是比較合適的值。

遇到的問題三，留出左右橋臂信號？還是擴展PWM？

左右橋臂的PWM信號，在同一時刻只有一路使用，另外一路總為低，因此可以通過邏輯門將PWM信號擴展為兩路，這樣能夠節(jié)省MCU的PWM外設引腳。

H橋第一版，使用分立元件在IR2104S前級搭建出與非門，從而實現(xiàn)1路PWM和1路方向信號轉化成兩路PWM；第二版未做此處理（使用時，是在MCU板上通過74HC00實現(xiàn)這個功能）。

H橋一般用來驅動直流有刷電機，而且很多其他負載也可以用它來驅動，比如風扇，LED燈，電阻，兩相四線步進電機等等。當驅動步進電機時，需要使用兩個H橋以一定順序的時序驅動AB兩相線圈，此時并不需要擴展PWM波，直接使用IO口驅動反而更加直觀方便。因此，為了H橋的通用性，這里采用了第二版的設計。

遇到的問題四，IR2104S的外圍器件？

每個IR2104需要一個二極管和一個電容組成電荷泵，抬升上橋臂MOSFET的柵級電壓，實現(xiàn)它的完全導通。二極管可以使用快速或者肖特基，電荷泵的電容要求漏電流小，因為陶瓷電容比鉭電容要更適合，由于它的功能是儲藏電荷，因此容值不能太小，這里取1uF。

遇到的問題五，占空比到約98%的時候，橋臂信號失效？

IR2104S為半橋驅動芯片，工作原理是使用一個二極管和一個電容組成電荷泵，它需要充放電時間，因此當輸入信號占空比接近100%的時候，電荷泵就失效了。