电机驱动芯片的VREF信号究竟怎么回事（Motor-42电路板）

左侧是典型的二阶RC低通滤波电路，这个电路的作用是把PWM信号平滑成直流电压，用来给电机驱动芯片（TB67H450FNG）提供VREF参考电压。

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1. 电路结构拆解

• R6 (1kΩ)：第一级限流/分压电阻
• C4 (0.1μF)：第一级滤波电容
• R7 (1kΩ)：第二级限流/分压电阻
• C5 (0.1μF)：第二级滤波电容
• IN_PWM_B：输入PWM信号（来自STM32的GPIO）
• VREF_B：输出平滑后的直流电压（作为电机驱动的电流基准）

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2. 工作原理

1. PWM输入：STM32输出占空比可调的方波（比如0~100%）
2. 一阶滤波：R6和C4先把高频PWM脉冲滤掉，得到一个初步平滑的电压
3. 二阶滤波：R7和C5进一步平滑，让输出电压更稳定、纹波更小
4. VREF输出：最终输出的直流电压 ≈ PWM占空比 × 3.3V（或5V），用来设定电机的最大电流限制

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3. 关键公式

• 截止频率（二阶RC）：

\[f_c \approx \frac{1}{2\pi \sqrt{R_6 R_7 C_4 C_5}} \]

代入参数：

\[f_c \approx \frac{1}{2\pi \sqrt{1k \times 1k \times 0.1\mu \times 0.1\mu}} \approx 1.59\ \text{kHz} \]

这意味着1.59kHz以上的高频成分会被大幅衰减，PWM频率通常在10kHz以上，所以能被有效滤除。

• 输出电压：

\[V_{\text{VREF_B}} \approx D \times V_{\text{PWM}} \]

其中 \(D\) 是PWM占空比（0~1），\(V_{\text{PWM}}\) 是PWM高电平电压（3.3V或5V）。

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4. 实际应用

在TB67H450FNG这类电机驱动里，VREF引脚的电压直接决定了电机的最大电流：

\[I_{\text{limit}} = \frac{V_{\text{VREF}}}{8 \times R_S} \]

• 比如：\(V_{\text{VREF}} = 2.5V\)，\(R_S = 0.1\Omega\)，则 \(I_{\text{limit}} \approx 3.125A\)
• 你可以通过调节PWM占空比，动态改变VREF电压，从而实时调整电机的限流值

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5. 设计要点

• 滤波效果：二阶RC比一阶RC纹波更小，输出更平滑
• 响应速度：截止频率越低，滤波效果越好，但响应越慢；反之则响应快但纹波大
• 元件选择：电阻用1%精度，电容用X7R材质的陶瓷电容，保证稳定性