无刷电机控制原理图

无刷电机的驱动工作原理 1．三相驱动桥 下图为无刷电机的三相全桥驱动电路，使用六个N 沟道的MOSFET管(Q1～Q6)做功率输出元件，工作时输出电流可达数十安。为便于描述，该电路有以下默认约定：Q1/Q2/Q3 称做驱动桥的“上臂”，Q4/Q5/Q6 称做“下臂”。 图中R1/R2/R3 为Q1/Q2/Q3 的上拉电阻，连接到二极管和电容组成的倍压整流电路(原理请自行分析)，为上臂驱动管提供两倍于电源电压(2×11V)的上拉电平，使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差，降低 MOSFET 大电流输出时的导通内阻，详细数据可参考 MOS管DataSheet。 上臂MOS 管的G 极分别由 Q7/Q8/Q9 驱动，在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS 由 MCU 的PWM 输出口直接驱动，注意所选用的MCU 管脚要有推挽输出特性。 驱动桥全部选用N 沟道MOSFET 的好处： 大电流N 沟道MOS 可供选择的型号众多，货源充足便于购买，使用的MOSFET 类型减少，间接降低采购元件的难度。 在图 1 中，上臂 MOS 管经过 Q7/Q8/Q9 驱动，逻辑电平和下臂 MOS刚好相反，这样的好处是，MCU 上电时 I/O 默认为 1，上臂 MOS 不会导通。只有下臂 MOS 导通，因此不会有电流经过驱动桥，消除了潜在电路隐患。 C8 是整个电调的电源滤波电容，使用中一定要接上，否则无刷电机的反电动势叠加在电源上不能被滤除，由倍压电路整流后的电压高达 30V 左右，己接近 MOSFET 的VGS 上限，可能会损坏 MOSFET。 2．反电动势波形 上图所示为无刷电机运转中的理想反电动势波形，红线标出来的是反电动势的过零点。两个虚线间是60 度电气角度，不要理解成电机的机械角度。常用航模电机属于无刷三相六拍电机，每个电周期有六个状态。星形接法中(Y 形)在每一时刻电机的通电线圈只有两相，另一相线圈悬空，悬空的线圈会产生反电动势，反电动势来源于电机磁体旋转而造成本线圈切割磁力线和另两相线圈通电时的互感。由于电机转动的瞬时角速度呈梯形波动，产生的反电动势也相应的呈梯形变化。但这些不是重要的，我们需要的只是准确的检测出过零点，为换相做准备。看上图中的第一个电周期过零点数目，三个线圈在时间轴上共出现 6 次过零点，和电周期的节拍数目相同。我们所要做的是，只要检测到过零点，就需要给电机换相了。 3．过零检测电路 用比较器检测过零点的基本电路接法，电机的相线(A/B/C)接比较器的同相输入端，比较器的负端接相线A/B/C 的虚拟地电位。虚拟地电位由 A/B/C 相...