【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+ 24參考點高端柵極Da Db DcC1 C2振蕩器AQ1Q4D2 D4D1 D3+ 24參考點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 MOSFET 驅(qū)動常用技術(shù) 采用隔離電源法對 MOSFET 柵極驅(qū)動的電路如圖 35 a)所示。所以在選擇功率器 件時應(yīng)考慮選擇合適的電壓等級。但是，這種隔離方式的最大缺點是驅(qū)動信號的寬度受變壓器飽和限制。 .1 驅(qū)動電路分類 按驅(qū)動電路與柵極的連接方式可分為 :直接驅(qū)動和隔離驅(qū)動。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)動電路的“地”就不能連在下橋臂的“地”上。理想上，達此目的的最好辦法就是借助一個電壓源，它能在盡可能短的時間內(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。它們在耐壓、容量、開關(guān)速度等方面的差 異很大，需要根據(jù)實際情況進行選取。電壓檢測環(huán)節(jié)主要是實現(xiàn)電機運行時的保護（如過壓、欠壓、以及能量回饋制動方式運行等）。減小轉(zhuǎn)矩脈動是提高無刷直流電動機性能的重要方面。 轉(zhuǎn)子位置傳感器是整個驅(qū)動系統(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 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 8 無刷直流電動機的應(yīng)用與研究動向 現(xiàn)階段，在傳動應(yīng)用中直流和交流電動 機雖然占的比例比較高，但無刷直流電動機正受到普遍的關(guān)注。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 5 圖 22 無刷電動機位置檢測及開關(guān)管驅(qū)動信號 表 21 無刷電動機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)動信號 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 無刷直流電動機的運行特性 機械特性 無刷直流電動機的機械特性為： 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （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 電機的電動勢常數(shù) ?? 每級磁通量 可見無刷直流電動機的機械特性與一般直流電動機的機械特性表達式相同，機械特性較硬?？梢姡姍C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)通時間對應(yīng)于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn) 120 電角度。 天津職業(yè)技術(shù)師范大學 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 3 2 直流無刷電動機結(jié)構(gòu)特點及基本工作原理 直流無刷電動機的基本結(jié)構(gòu) 直流無刷永磁電動機主要是由電動機本體、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 20xx 屆本科生畢業(yè)設(shè)計 （論文） 2 等人提出了利用轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時定子繞組中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢進行位置檢測，這種方法又叫“反電動勢法”， 1990 年， 提出了續(xù)流二極管法：它是通過檢測反向并聯(lián)在驅(qū)動功率管上的二極管的導(dǎo)通狀態(tài)來得出轉(zhuǎn)子的位置，以及一些學者于 1994年提出了基于定子磁鏈估計的檢測方法，通過相電壓、線電流信號計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。 MC33035 是安森美半導(dǎo)體推出的第二代無 刷直流電機的專用控制器，其中包括了實現(xiàn)全新性能三相或四相電機開環(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 無刷直流電動機的發(fā)展概況 ............................................................................. 1 本文的主要研究內(nèi)容 ......................................................................................... 2 2 直流無刷電動機結(jié)構(gòu)特點及基本工作原理 ............................................................... 3 直流無刷電動機的基本結(jié)構(gòu) ............................................................................. 3 無刷直流電動機的運行特性 ............................................................................. 5 機械特性 ................................................................................................. 5 調(diào)節(jié)特性 ................................................................................................. 6 工作特性 ................................................................................................. 7 無刷直流電動機的應(yīng)用與研究動向 ................................................................ 8 小結(jié) ..................................................................................................................... 9 3 直流無刷電動機控制系統(tǒng)的整體方案設(shè)計 ............................................................. 10 系統(tǒng)總體設(shè)計方案 ........................................................................................... 10 主電 路的設(shè)計 ................................................................................................... 11 MOSFET 的驅(qū)動電路設(shè)計 ................................................................................. 12 .1 驅(qū)動電路分類 ...................................................................................... 13 高端功率 MOSFET 驅(qū)動電路 .................................................................. 14 控制單元設(shè)計 ................................................................................................... 17 MC33035 無刷直流電動機控制器集成電路簡介 ................................ 18 電流檢測模塊設(shè)計 ................................................................................ 22 速度閉環(huán)設(shè)計 ......................