详细无刷电机驱动程序 五款无刷电机驱动电路

五款无刷电机驱动电路

　　1、三相六臂全桥驱动电路

　　无刷直流电机驱动控制电路如图1 所示。该电路采用三相六臂全桥驱动方式，采用此方式可以减少电流波动和转矩脉动，使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分使用6个功率场效应管控制输出电压，四轴飞行器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中，Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305（P沟道），Q4~Q6为IRFR1205（N 沟道）。该场效应管内藏续流二极管，为场效应管关断时提供电流通路，以避免管子的反向击穿，其典型特性参数见表1.T1~T3 采用PDTC143ET 为场效应管提供驱动信号。

由图1 可知，A1~A3 提供三相全桥上桥臂栅极驱动信号，并与ATMEGA16单片机的硬件PWM驱动信号相接，通过改变PWM信号的占空比来实现电机转速控制;B1~B3提供下桥臂栅极驱动信号，由单片机的I/O口直接提供，具有导通与截止两种状态。

无刷直流电机驱动控制采用三相六状态控制策略，功率管具有六种触发状态，每次只有两个管子导通，每60°电角度换向一次，若某一时刻AB 相导通时，C 相截至，无电流输出。单片机根据检测到的电机转子位置，利用MOSFET的开关特性，实现电机的通电控制，例如，当Q1、Q5 打开时，AB 相导通，此时电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。类似的，当MOSFET 打开顺序分别为Q1Q5，Q1Q6，Q2Q6，Q2Q4，Q3Q4，Q3Q5时，只要在合适的时机进行准确换向，就可实现无刷直流电机的连续运转。

　　2、三相全桥驱动电路

　　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。

　　3、单片机控制直流无刷电动机驱动及接口电路图

　　图1示出采用8751单片机来控制直流无刷电动机的原理框图。8751的P1口同7406反相器联结控制直流无刷电动机的换相，P2口用于测量来自于位置传感器的信号H1、H2、H3，P0口外接一个数模转换器。​

图1 直流无刷电动机计算机控制原理图

　　4、电动车无刷电机控制器驱动电路图

5、全桥驱动电路

　　无刷直流电机一般使用全桥驱动，即6个MOSFET分别构成上臂和下臂，通过MCU具有推挽输出的IO口控制，或者使用电机驱动专用芯片控制。

　　最常用的应该是3个P-MOS+3个N-MOS，电路结构简单。如下图所示。

这里使用的是MK电调V2.0版本中使用的MOSFET，P-MOS—IRFR5305、N-MOS—IRFR1205N-MOS的Vgs（th）=2V~4V，直接用工作在VCC=5V的MCU即可驱动控制，但注意IO口必须具有推挽输出功能，否则IO口的驱动能力不够。图中R7/R8/R9可视为下拉电阻，使N-MOS的栅极电平有一个参考地，电平稳定不会意外导通MOSFET。R10/R11/R12电阻的作用有三个，一是减少振荡，二是减小栅极充电的峰值电流，三是防止N-MOS的漏-源极击穿。

　　由于MCU的IO引脚都存在杂散电感，与栅极电容串联形成LC振荡，加入电阻后会增大振荡阻尼而减小振荡；当对栅极加驱动电压时，会对栅源电容Ciss充电，此时Vgs上升但未到达阈值电压Vgs（th）时Vds基本不变，这段时间称为导通延迟时间td（on）。当Vgs》Vgs（th）时，Vds下降同时id上升，这期间栅极和漏极之间的传输反向电容Crss开始向漏极放电，而此时栅极电流会流向该电容对其充电，但基本没有对Ciss充电，所以Vgs基本保持不变，这段时间称为上升时间tr，tr之后才会继续对Ciss充电。电容充电的尖峰电流可以计算如下：I=Qg/（td+tr），其中Qg=Qgs+Qgd，即td+tr时间内的充电电量，计算结果电流是远大于MCu的IO口输出驱动电流，因此通过串联电阻，增加充电时间，即t=RC。但这会导致Vgs的上升沿和Vds的下降沿斜率减小，影响MOSFET的开关性能，所以电阻的选取要准确。（此处理论知识分析可能不正确，我也在学习MOSFET的驱动应用原理，若有误或需要补充会再做修改）

　　防止漏源击穿的原因也是和电容的时间常数有关，当栅极驱动电压快速关断，漏源极从导通状态变为截止状态，Vds迅速增加，当dVds/dt过大就会击穿器件，串联电阻可以减缓Ciss的放电时间，使Vgs缓慢变化，因此Vds不会迅速增加。

　　P-MOS的Vgs（th）《0，源极一般加11V电压，MCU的IO口无法正常控制P-MOS的开关，我们需要用三级管驱动栅极，三极管由IO口驱动控制。电阻R1/R2/R3上拉栅极电压，使P-MOS能关断。这个电阻不能太小，否则会造成三极管导通时承受过大的电流。同时电阻也不能太大，否则会增加三极管BC极间电容的充电时间，延长三极管的导通时间，进而影响P-MOS栅极电压Vgs的上升时间。

　　三极管的选择不能选用我们常用的8050或9013小信号的三极管，它们的耐压和导通电流太低，所以这里我选择了SS8050（MK中使用的三极管找不到）。R4/R5/R6阻值的选择无特别要求，只要使三极管工作在饱和区即可。

文章素材来自互联网 　　​

​​​​​

​

​​​

华润微推出三相IPM模组CRMT5004E1，简化无刷电机驱动设计

前言

随着无刷直流电机的使用不断增长，其在多个领域的应用前景也愈加广阔。尤其是在工业类电机的应用中，节能要求正日益严格。欧盟计划到2035年通过一系列节能指令节省2000亿美元的能耗，而无刷直流电机因无电刷设计，减少了摩擦损耗，成为更新换代的主力。此外，欧盟ErP指令规定，从2025年开始，待机能耗必须低于300mW，这进一步推动了低能耗无刷直流电机的应用。

无刷直流电机因无电刷，运行更安静，用户体验会大大增加。例如，使用无刷直流电机的排油烟机会更安静。在暖通空调应用中，无刷直流电机可通过MCU和软件控制，实现更精准的气流控制。此外，预测电机使用寿命并提前更换，可以减少家电设备的宕机时间，提高设备的可靠性和用户满意度。

充电头网在最近的拆解中了解到华润微最新推出了一款三相IPM模组CRMT5004E1，用于无刷电机驱动，可以直接连接到MCU，而无需隔离器件。

华润微CRMT5004E1

华润微CRMT5004E1是一款三相集成功率模块（IPM），内部集成了6个快速恢复MOSFET和3个高压栅极驱动器，内置HVIC温度传感器用于温度监控，支持3.3或者5V信号电压，内置的MOS管耐压500V，导阻1.2Ω，绝缘等级高达1500V。

CRMT5004E1采用SOP23A封装。这款集成功率级芯片可以有效取代无刷电机内部传统三个驱动器加MOS管的组合，以及三个独立半桥芯片的组合，从而减少元器件数量，并节省占板面积。

CRMT5004E1详细资料。

充电头网总结

随着无刷直流电机在多个领域应用的不断拓展，特别是在节能要求日益严格的工业应用中，CRMT5004E1三相集成功率模块（IPM）不仅简化了电路，提高了系统的可靠性和效率，还有效减少了元器件数量和占板面积。通过支持直接连接MCU，无需隔离器件，进一步降低了电流设计复杂性和成本。

在未来，随着节能和高效电机驱动需求的持续增长，CRMT5004E1有望持续推动无刷直流电机应用，为实现更节能、更高效的电机驱动解决方案提供坚实保障。

相关问答

吸尘器无刷电机怎么驱动?

吸尘器无刷电机通常通过电子控制系统进行驱动。以下是一般无刷电机驱动的基本步骤:1.控制电路:无刷电机需要使用控制电路来控制电流的流动。控制电路会根据...

请问什么是无刷电机驱动?

[回答]无刷电机驱动器都叫无刷电调,全称叫无刷电机电子调速器,双向驱动和刹车等都是基本的功能直流无刷电机是闭回路控制,因此回授信号就等于是告诉控制部...

直流无刷电机怎么配驱动器?

选择驱动的几个前提我们想大家必须需要了解:1.根据使用环境合理选择温度等级;2.如果驱动器频繁过温报警,应考虑加装风扇等强制散热措施;3.根据...2.如果驱...

无刷电机为什么要用驱动器?

直流无刷电机以电子换向器取代了机械换向器,直流无刷电机正因为电子换相,所以需要用到驱动器驱动电路。直流无刷电机的换向电路由驱动及控制两部分组成,这两...

无刷电机电调用什么信号驱动?

无刷电机电调一般采用PWM信号驱动。1.无刷电机电调使用PWM(脉宽调制)信号驱动是因为PWM信号可以控制电流大小,从而控制电机转速和方向。通过调整PWM信号的...

变频器能直接驱动无刷电机吗?-pW2gB7mQ的回答-懂得

由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步由于无...

驱动无刷电机问题?

VMOT=VP,接电源正极,其他输入全部0V,0mA。11,12,13脚选合适的启动电容,过大或过小,将导致启动电机失败,具体按数据手册给出的波形进行调试即可!VMOT=VP,接电...

无刷电机驱动板接线方法?

1、直流无刷电机的黑色线是负极,红色线是正极,黄色线是转速信号输出。它的三根线相当于交流电机的U、V、W三相线,分别与驱动器的三相线相连。2、若连接后电机...

无刷驱动板可以驱动有刷电机?

答案肯定不可以有刷电机的接线方法:有刷电机一般有正负两根引线。一般红线是电机正极,黑线是电机负板。如果将正负极交换接线,只会使电机反转,一般不会损...

无刷电机使用方法?

1.确保无刷电机与适配的电源供应连接好,并确认电源电压范围与无刷电机要求相符。2.使用无刷电机控制器或驱动器,将其连接到无刷电机的接口上。3.根据无刷...