基于IR2136的無刷直流電機(jī)驅(qū)動電路的設(shè)計

摘要：實現(xiàn)了一個基于IR2136的適用于無刷直流電機(jī)的三相全橋驅(qū)動電路的設(shè)計。詳細(xì)介紹了電路的信號隔離模塊、邏輯綜合電路、三相逆變驅(qū)動電路和過流保護(hù)電路，并對電路中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了計算分析和選擇，最后通過Saber仿真分析軟件對設(shè)計完成的電路進(jìn)行了仿真。仿真分析結(jié)果證明，電路的設(shè)計性能完全滿足使用要求。
關(guān)鍵詞：三相全橋驅(qū)動；信號隔離模塊；三相逆變驅(qū)動；Saber

隨著電力電子技術(shù)和高性能永磁材料的發(fā)展，無刷直流電機(jī)的應(yīng)用在航空航天、醫(yī)療、家電及自動化領(lǐng)域獲得了迅猛的發(fā)展。無刷電機(jī)驅(qū)動電路是數(shù)字控制電路和無刷直流電機(jī)聯(lián)系的紐帶，它采用功率電子開關(guān)和霍爾位置傳感器代替有刷電機(jī)中的電刷和換相器，接收來自數(shù)字電路的控制信號，將電流分配給無刷電機(jī)定子上的U、V、W三相繞組。相對于數(shù)字控制部分，驅(qū)動電路是電機(jī)控制系統(tǒng)中的薄弱環(huán)節(jié)。因此，電機(jī)功率驅(qū)動模塊電路性能的好壞將直接關(guān)系到系統(tǒng)的整體性能和可靠性。
以IR公司的專用驅(qū)動功率芯片IR2136為中心，采用MOSFET作為功率開關(guān)器件，完成了三相全橋逆變電路的設(shè)計，選用的MOSFET管為RFP2 60N。驅(qū)動電路接收電機(jī)輸出的代表轉(zhuǎn)子位置的3個霍爾信號HA、HB、HC，并接收經(jīng)過隔離處理過的PWM波和控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的方向信號DIR，經(jīng)過組合邏輯運算，輸出按一定次序控制6個功率MOSFET導(dǎo)通與關(guān)斷的信號。在MOSFET的應(yīng)用中，驅(qū)動、保護(hù)這兩個問題必須全面考慮。文中詳細(xì)介紹了功率驅(qū)動電路中驅(qū)動部分和保護(hù)部分的設(shè)計，并在分析計算的基礎(chǔ)上對電路的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了選擇。

1 功率驅(qū)動電路
采用的驅(qū)動電路原理框圖如圖1所示，共包括4個部分：信號隔離部分、驅(qū)動部分、三相逆變橋部分及過流保護(hù)部分。