基于IR2136的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

摘要：實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于IR2136的適用于無(wú)刷直流電機(jī)的三相全橋驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)。詳細(xì)介紹了電路的信號(hào)隔離模塊、邏輯綜合電路、三相逆變驅(qū)動(dòng)電路和過(guò)流保護(hù)電路，并對(duì)電路中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算分析和選擇，最后通過(guò)Saber仿真分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)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(jì)性能完全滿足使用要求。
關(guān)鍵詞：三相全橋驅(qū)動(dòng)；信號(hào)隔離模塊；三相逆變驅(qū)動(dòng)；Saber

隨著電力電子技術(shù)和高性能永磁材料的發(fā)展，無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用在航空航天、醫(yī)療、家電及自動(dòng)化領(lǐng)域獲得了迅猛的發(fā)展。無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是數(shù)字控制電路和無(wú)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(lái)自數(shù)字電路的控制信號(hào)，將電流分配給無(wú)刷電機(jī)定子上的U、V、W三相繞組。相對(duì)于數(shù)字控制部分，驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(jì)，選用的MOSFET管為RFP2 60N。驅(qū)動(dòng)電路接收電機(jī)輸出的代表轉(zhuǎn)子位置的3個(gè)霍爾信號(hào)HA、HB、HC，并接收經(jīng)過(guò)隔離處理過(guò)的PWM波和控制電機(jī)轉(zhuǎn)向的方向信號(hào)DIR，經(jīng)過(guò)組合邏輯運(yùn)算，輸出按一定次序控制6個(gè)功率MOSFET導(dǎo)通與關(guān)斷的信號(hào)。在MOSFET的應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)、保護(hù)這兩個(gè)問(wèn)題必須全面考慮。文中詳細(xì)介紹了功率驅(qū)動(dòng)電路中驅(qū)動(dòng)部分和保護(hù)部分的設(shè)計(jì)，并在分析計(jì)算的基礎(chǔ)上對(duì)電路的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了選擇。

1 功率驅(qū)動(dòng)電路
采用的驅(qū)動(dòng)電路原理框圖如圖1所示，共包括4個(gè)部分：信號(hào)隔離部分、驅(qū)動(dòng)部分、三相逆變橋部分及過(guò)流保護(hù)部分。