基于IR2136的無刷直流電機驅動電路的設計

摘要：實現了一個基于IR2136的適用于無刷直流電機的三相全橋驅動電路的設計。詳細介紹了電路的信號隔離模塊、邏輯綜合電路、三相逆變驅動電路和過流保護電路，并對電路中的關鍵參數進行了計算分析和選擇，最后通過Saber仿真分析軟件對設計完成的電路進行了仿真。仿真分析結果證明，電路的設計性能完全滿足使用要求。
關鍵詞：三相全橋驅動；信號隔離模塊；三相逆變驅動；Saber

隨著電力電子技術和高性能永磁材料的發展，無刷直流電機的應用在航空航天、醫療、家電及自動化領域獲得了迅猛的發展。無刷電機驅動電路是數字控制電路和無刷直流電機聯系的紐帶，它采用功率電子開關和霍爾位置傳感器代替有刷電機中的電刷和換相器，接收來自數字電路的控制信號，將電流分配給無刷電機定子上的U、V、W三相繞組。相對于數字控制部分，驅動電路是電機控制系統中的薄弱環節。因此，電機功率驅動模塊電路性能的好壞將直接關系到系統的整體性能和可靠性。
以IR公司的專用驅動功率芯片IR2136為中心，采用MOSFET作為功率開關器件，完成了三相全橋逆變電路的設計，選用的MOSFET管為RFP2 60N。驅動電路接收電機輸出的代表轉子位置的3個霍爾信號HA、HB、HC，并接收經過隔離處理過的PWM波和控制電機轉向的方向信號DIR，經過組合邏輯運算，輸出按一定次序控制6個功率MOSFET導通與關斷的信號。在MOSFET的應用中，驅動、保護這兩個問題必須全面考慮。文中詳細介紹了功率驅動電路中驅動部分和保護部分的設計，并在分析計算的基礎上對電路的關鍵參數進行了選擇。

1 功率驅動電路
采用的驅動電路原理框圖如圖1所示，共包括4個部分：信號隔離部分、驅動部分、三相逆變橋部分及過流保護部分。