【正文】 a) 隔離電源法基本電路 b) 脈沖變壓器法基本電路 AQ1Q4D2 D4D1 D3+ 24參考點(diǎn)高端柵極Da Db DcC1 C2振蕩器AQ1Q4D2 D4D1 D3+ 24參考點(diǎn)DCV C CQ2 c) 電荷泵法基本電路 d) 自舉電路法基本電路 圖 35 高壓浮動(dòng) MOSFET 驅(qū)動(dòng)常用技術(shù) 采用隔離電源法對(duì) MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)的電路如圖 35 a)所示。所以在選擇功率器 件時(shí)應(yīng)考慮選擇合適的電壓等級(jí)。但是，這種隔離方式的最大缺點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)信號(hào)的寬度受變壓器飽和限制。 .1 驅(qū)動(dòng)電路分類 按驅(qū)動(dòng)電路與柵極的連接方式可分為 :直接驅(qū)動(dòng)和隔離驅(qū)動(dòng)。上橋臂的功率 MOSFET的源極是連接在下橋臂的功率 MOSFET 的漏極上，這樣上橋臂的功率 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路的“地”就不能連在下橋臂的“地”上。理想上，達(dá)此目的的最好辦法就是借助一個(gè)電壓源，它能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)提供任何 量值的電流。由于該氧化層的擊穿是器件失效的最常見原因之一，應(yīng)該注意使柵源電壓不超過最大額定電壓。它們?cè)谀蛪?、容量、開關(guān)速度等方面的差 異很大，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選取。電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)主要是實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)的保護(hù)（如過壓、欠壓、以及能量回饋制動(dòng)方式運(yùn)行等）。減小轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)是提高無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)性能的重要方面。 轉(zhuǎn)子位置傳感器是整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中最為脆弱的部件，不僅增加了系統(tǒng)的成本和復(fù)雜性，而且降低系統(tǒng)的可靠性和抗干擾能力，同時(shí)還需要占據(jù)一定的空間位置。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 8 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與研究動(dòng)向 現(xiàn)階段，在傳動(dòng)應(yīng)用中直流和交流電動(dòng) 機(jī)雖然占的比例比較高，但無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)正受到普遍的關(guān)注。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 5 圖 22 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)位置檢測(cè)及開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào) 表 21 無(wú)刷電動(dòng)機(jī)直流通電控制方式開關(guān)切換表 旋轉(zhuǎn)方向 位置傳感器 逆變橋開關(guān)管驅(qū)動(dòng)信號(hào) A B C T1 T2 T3 T4 T5 T6 正轉(zhuǎn) 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 反轉(zhuǎn) 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 機(jī)械特性 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為： 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 6 22 2 2 2S T a s T ee e e tU U r I U U rnTC C C C? ? ?? ? ?? ? ?? ? ? （ 21） TU 開關(guān)器件的管壓降 aI 電樞電流 eC 電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)常數(shù) ?? 每級(jí)磁通量 可見無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與一般直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性表達(dá)式相同，機(jī)械特性較硬?？梢?，電機(jī)有 6 種磁狀態(tài)，每一狀態(tài)有兩相導(dǎo)通，每相繞組的導(dǎo)通時(shí)間對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 120 電角度。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 3 2 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本工作原理 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 直流無(wú)刷永磁電動(dòng)機(jī)主要是由電動(dòng)機(jī)本體、電子開關(guān)線路和位置傳感器三部分組成。尤其是在 1980 年， 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué) 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 2 等人提出了利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)進(jìn)行位置檢測(cè)，這種方法又叫“反電動(dòng)勢(shì)法”， 1990 年， 提出了續(xù)流二極管法：它是通過檢測(cè)反向并聯(lián)在驅(qū)動(dòng)功率管上的二極管的導(dǎo)通狀態(tài)來得出轉(zhuǎn)子的位置，以及一些學(xué)者于 1994年提出了基于定子磁鏈估計(jì)的檢測(cè)方法，通過相電壓、線電流信號(hào)計(jì)算出定子繞組各相的磁鏈，再根據(jù)磁鏈得到轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。 MC33035 是安森美半導(dǎo)體推出的第二代無(wú) 刷直流電機(jī)的專用控制器，其中包括了實(shí)現(xiàn)全新性能三相或四相電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)所需要的一切功能。s Daily life, and the Brushless DC motor, as a new mechanical and electrical integration, is rapidly matured in recent years. The motor consists of the stator, rotor and rotor position detection devices etc. In the absence of excitation device, it takes advantage of high efficiency, simple structure and excellent features, what’s more, it is smaller, more reliable, easier to control and more convenient to maintain and manufacture, and it has more extensive application scope. All the advantages mentioned above make the brushless motors and their control device of great significance. This design is mainly produced by ON Semiconductor MC33035 and MC33039 design of the closedloop brushless motor speed controller. First, this paper starts from the current research situation of brushless DC motor controller. The structure of the brushless DC motor and principle are reviewed to establish a mathematical model of brushless DC motor, and a detailed analysis of the operational characteristics of the motor is derived out of its transfer function. This part describes the overall design of this system and establishes the overall framework of the system. Then, the paper introduces the main circuit design, MOSFET driver circuit design and controller peripherals circuit design, including emphatically expounds the functional modules of the system and its working principle and hardware design and realization. Finally, there is a experimental data analysis on the effects of this system control, and a summary of the design process. Key Words： the brushless DC motor； Hall signal detection； doubleloop speed regulation； mosfet driver I 目 錄 1 概述 ............................................................................................................................... 1 課題背景與研究意義 ......................................................................................... 1 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的發(fā)展概況 ............................................................................. 1 本文的主要研究?jī)?nèi)容 ......................................................................................... 2 2 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及基本工作原理 ............................................................... 3 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................. 3 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行特性 ............................................................................. 5 機(jī)械特性 ................................................................................................. 5 調(diào)節(jié)特性 ................................................................................................. 6 工作特性 ................................................................................................. 7 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用與研究動(dòng)向 ................................................................ 8 小結(jié) ..................................................................................................................... 9 3 直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì) ............................................................. 10 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案 ........................................................................................... 10 主電 路的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 11 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ................................................................................. 12 .1 驅(qū)動(dòng)電路分類 ...................................................................................... 13 高端功率 MOSFET 驅(qū)動(dòng)電路 .................................................................. 14 控制單元設(shè)計(jì) ................................................................................................... 17 MC33035 無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)控制器集成電路簡(jiǎn)介 ................................ 18 電流檢測(cè)模塊設(shè)計(jì) ................................................................................ 22 速度閉環(huán)設(shè)計(jì) ......................