无刷直流电机驱动控制系统设计与优化

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1、第２5卷第９期电子设计工程２０１７年5月Vｏl．２5Nｏ．９ElｅｃｔrｏｎｉｃDｅsｉgｎEｎgｉｎｅｅrｉｎgMａy．２０１７无刷直流电机驱动控制系统的设计与优化魏崇毓，徐连伟（青岛科技大学信息科学技术学院，山东青岛２66０6１）摘要：无刷直流电机在近几年被迅速推广应用，它具有高效节能，控制简单且易于维护的特点。基于MOS-FET功率管短时过载能力比较小、电机速率控制不稳定的问题进行研究，设计了一种基于FAN７38９２驱动芯片的电机驱动电路的设计与优化方案，结合电机驱动系统的硬件电路及软件方案进行设计。主要实现了MOSFET的保护电路及利用FAN７38９２驱动芯片的电机驱动电路的设

2、计。通过测试，验证了基于驱动芯片FAN７38９２的设计方案，优化了电机驱动系统的整体性能，提高了系统的实用可靠性。关键词：无刷直流电机；FAN７38９２；MOSFET保护；驱动电路中图分类号：TN０8１文献标识码：A文章编号：１6７４－6２36（２０１７）０９－０１１3－０４DesignandoptimizationofbrushlessDCmotordrivecontrolsystemWEICｈｏｎg-yu，XULｉａｎ-wｅｉ（InstitueofInfromationScienceandTechnology，QingdaoUniversityofScience&Technolog

3、y，Qingdao２66０6１，China）Abstract:TｈｅbrusｈlｅssDCｍｏｔｏrｉｎrｅｃｅｎｔyｅａrsｈａsbｅｅｎusｅdwｉdｅly．Iｔｈａsｈｉgｈｅffｉｃｉｅｎｃyａｎdｅｎｅrgysａvｉｎg，ｅａsyｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎdsｉｍｐlｅｃｏｎｔrｏlfｅａｔurｅs．RｅsｅａrｃｈｏｎMOSFETｐｏwｅrｔubｅsｈｏrｔ－ｔｅrｍｏvｅrlｏａdｃａｐａｃｉｔyｉsrｅlａｔｉvｅlysｍａllａｎduｎsｔａblｅbａsｅdｏｎｍｏｔｏrsｐｅｅdｃｏｎｔrｏl．Tｈｅdｅsｉgｎｏfａｍｏｔｏrdrｉvｅｃｉrｃuｉｔbａsｅdｏｎ

4、FAN７38９２drｉvｅrｃｈｉｐdｅsｉgｎａｎdｏｐｔｉｍｉzａｔｉｏｎ．Cｏｍbｉｎｅdwｉｔｈｔｈｅｈａrdwａrｅｃｉrｃuｉｔａｎdsｏfｔwａrｅdｅsｉgｎsｃｈｅｍｅｏfｔｈｅｍｏｔｏrdrｉvｅsysｔｅｍ．Tｈｅｍａｉｎrｅａlｉzａｔｉｏｎｏfsuｃｈａdｅsｉgｎ．TｈｅｐrｏｔｅｃｔｉｏｎｃｉrｃuｉｔｏfMOSFETａｎdｔｈｅdｅsｉgｎｏfｍｏｔｏrdrｉvｅｃｉrｃuｉｔusｉｎgFAN７38９２drｉvｅｃｈｉｐａrｅｍａｉｎlyrｅａlｉzｅd．Tｈrｏugｈｔｈｅｔｅsｔ，vｅrｉfyｔｈｅdｅsｉgｎsｃｈｅｍｅｏfdrｉvｅrｃｈｉｐbａ

5、sｅdｏｎFAN７38９２Tｈｅｏvｅrａllｐｅrfｏrｍａｎｃｅｏfｔｈｅｍｏｔｏrdrｉvｅsysｔｅｍｉsｏｐｔｉｍｉzｅd，ａｎdｔｈｅｐrａｃｔｉｃａlrｅlｉａbｉlｉｔyｏfｔｈｅsysｔｅｍｉsｉｍｐrｏvｅd．Keywords:brusｈlｅssDCｍｏｔｏr；FAN７38９２；MOSFETｐrｏｔｅｃｔｉｏｎ；drｉvｅｃｉrｃuｉｔ[４]无刷直流电机（BLDCM）因为可靠性高，维护便态，两两导通的方式。电机系统主要由CPU主控芯利、噪音小等优点，遍及于大功率开关器件的应用之片、换相电路、基于FAN７38９２的驱动电路、电流及中，并与专用集成电路、新型控制理论及电

6、机理论的电压检测保护电路以及霍尔信号处理电路组成，其成长紧密连系，体现着当今科学的许多最新成效，因中换相电路是由6个MOSFET组成的三相全桥电[１－２]此具有广泛的应用前景和强大的生命力。路。系统工作时，主控芯片分析位置，发送信号到电机的驱动电路部分与数字控制部分相比较，FAN７38９２输入端，由FAN７38９２驱动换相电路，控为伺服控制系统中的重要组成部分，驱动电路是主控制MOSFET功率管的导通与关断。利用霍尔信号传[3][5]芯片与直流无刷电机联结的纽带。因而，电机驱动电感器判断现在转子的状态，实现电机转速控制。路的性能将直接影响到该系统的整体性能和可靠性。1电机系统控制原理文

7、中的设计采用的直流无刷电机为三相六状图１控制方案图收稿日期：２０１6－０４－０１稿件编号：２０１6０４０１3作者简介：魏崇毓（１９5７—），男，江苏徐州人，博士，教授。研究方向：通信与电子系统。－１１3－万方数据《电子设计工程》２０１７年第０９期于高压、高速驱动MOSFET的工作频率高达6００V。2驱动系统控制电路设计同时也是中小容量的功率场效应管（MOSFET）、绝缘无刷直流电动机驱动系统主要构成如图２所栅晶体管（IGBT）功率器件专用栅极驱