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无刷直流电机中的门驱动器
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2023-07-24
李志静
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由于几个原因，无刷直流（BLDC）电机市场预计将在未来几年内增长。第一无人机 （UAV）、电动自行车和遥控车辆等新行业的增长凸显了多功能性和提高 BLDC 电机的效率。电池和 BLDC 电机性能的提高非常适合面向手持式电动工具市场。同样在消费应用中，政府标准要求更好高效电器。这使得家电制造商将 BLDC 电机用于压缩机、风扇等。此外，消费者和公司要求更高的效率以更低的长期成本。因此对许多人来说应用（白色家电、空调、工业自动化）较旧的低效率交流电机正在被更高效的 BLDC 电机所取代。所有 BLDC 电机都需要电子控制以提供适当的开关电压和电流来驱动电机。由于开关元件通常是一个MOSFET 或 IGBT，二极管的栅极驱动器是 BLDC 电机驱动器应用的理想选择。三相电机配置正在成为最常见的电机配置。图 1 是 3 相使用 MOSFET 将电压和电流线驱动到 24V BLDC 电机的半桥配置。单片机为三个 DGD2104 半桥驱动器的输入提供三个逻辑电平 PWM 信号。The DGD2104将此逻辑电平转换为低侧 MOSFET 栅极驱动和浮动高侧 MOSFET 栅极驱动。这DGD2104 插入一个 520ns 的内部死区时间，以保护 MOSFET 免受击穿：这种情况两个MOSFET同时导通，导致电源母线轨短路至GND，从而浪费电源，并可能损坏 MOSFET。BLDC 电机通常使用 12V、24V、36V 或 48V 线路工作电压。这使得设计人员能够使用更便宜的MOSFET，这些MOSFET也可能具有较低的RDS（on）。为离线电源 需要电源才能产生稳定的 24V 电源，但直流电压较低需要驱动这些电机，非常适合无人机和电动工具等电池驱动应用。
图 1：三相逆变器 BLDC 电机驱动器的一般原理图
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