详细无刷电机驱动程序 五款无刷电机驱动电路

五款无刷电机驱动电路

　　1、三相六臂全桥驱动电路

　　无刷直流电机驱动控制电路如图1 所示。该电路采用三相六臂全桥驱动方式，采用此方式可以减少电流波动和转矩脉动，使得电机输出较大的转矩。在电机驱动部分使用6个功率场效应管控制输出电压，四轴飞行器中的直流无刷电机驱动电路电源电压为12 V.驱动电路中，Q1~Q3采用IR公司的IRFR5305（P沟道），Q4~Q6为IRFR1205（N 沟道）。该场效应管内藏续流二极管，为场效应管关断时提供电流通路，以避免管子的反向击穿，其典型特性参数见表1.T1~T3 采用PDTC143ET 为场效应管提供驱动信号。

由图1 可知，A1~A3 提供三相全桥上桥臂栅极驱动信号，并与ATMEGA16单片机的硬件PWM驱动信号相接，通过改变PWM信号的占空比来实现电机转速控制;B1~B3提供下桥臂栅极驱动信号，由单片机的I/O口直接提供，具有导通与截止两种状态。

无刷直流电机驱动控制采用三相六状态控制策略，功率管具有六种触发状态，每次只有两个管子导通，每60°电角度换向一次，若某一时刻AB 相导通时，C 相截至，无电流输出。单片机根据检测到的电机转子位置，利用MOSFET的开关特性，实现电机的通电控制，例如，当Q1、Q5 打开时，AB 相导通，此时电流流向为电源正极→Q1→绕组A→绕组B→Q5→电源负极。类似的，当MOSFET 打开顺序分别为Q1Q5，Q1Q6，Q2Q6，Q2Q4，Q3Q4，Q3Q5时，只要在合适的时机进行准确换向，就可实现无刷直流电机的连续运转。

　　2、三相全桥驱动电路

　　下图为无刷电机的三相全桥驱动电路，使用六个N沟道的MOSFET管（Q1～Q6）做功率输出元件，工作时输出电流可达数十安。为便于描述，该电路有以下默认约定：Q1/Q2/Q3称做驱动桥的“上臂”，Q4/Q5/Q6称做“下臂”。​​

图中R1/R2/R3为Q1/Q2/Q3的上拉电阻，连接到二极管和电容组成的倍压整流电路（原理请自行分析），为上臂驱动管提供两倍于电源电压（2×11V）的上拉电平，使上臂MOSFET在工作时有足够高的VGS压差，降低MOSFET大电流输出时的导通内阻，详细数据可参考MOS管DataSheet。

　　上臂MOS管的G极分别由Q7/Q8/Q9驱动，在工作时只起到导通换相的作用。下臂MOS由MCU的PWM输出口直接驱动，注意所选用的MCU管脚要有推挽输出特性。

　　3、单片机控制直流无刷电动机驱动及接口电路图

　　图1示出采用8751单片机来控制直流无刷电动机的原理框图。8751的P1口同7406反相器联结控制直流无刷电动机的换相，P2口用于测量来自于位置传感器的信号H1、H2、H3，P0口外接一个数模转换器。​

图1 直流无刷电动机计算机控制原理图

　　4、电动车无刷电机控制器驱动电路图

5、全桥驱动电路

　　无刷直流电机一般使用全桥驱动，即6个MOSFET分别构成上臂和下臂，通过MCU具有推挽输出的IO口控制，或者使用电机驱动专用芯片控制。

　　最常用的应该是3个P-MOS+3个N-MOS，电路结构简单。如下图所示。

这里使用的是MK电调V2.0版本中使用的MOSFET，P-MOS—IRFR5305、N-MOS—IRFR1205N-MOS的Vgs（th）=2V~4V，直接用工作在VCC=5V的MCU即可驱动控制，但注意IO口必须具有推挽输出功能，否则IO口的驱动能力不够。图中R7/R8/R9可视为下拉电阻，使N-MOS的栅极电平有一个参考地，电平稳定不会意外导通MOSFET。R10/R11/R12电阻的作用有三个，一是减少振荡，二是减小栅极充电的峰值电流，三是防止N-MOS的漏-源极击穿。

　　由于MCU的IO引脚都存在杂散电感，与栅极电容串联形成LC振荡，加入电阻后会增大振荡阻尼而减小振荡；当对栅极加驱动电压时，会对栅源电容Ciss充电，此时Vgs上升但未到达阈值电压Vgs（th）时Vds基本不变，这段时间称为导通延迟时间td（on）。当Vgs》Vgs（th）时，Vds下降同时id上升，这期间栅极和漏极之间的传输反向电容Crss开始向漏极放电，而此时栅极电流会流向该电容对其充电，但基本没有对Ciss充电，所以Vgs基本保持不变，这段时间称为上升时间tr，tr之后才会继续对Ciss充电。电容充电的尖峰电流可以计算如下：I=Qg/（td+tr），其中Qg=Qgs+Qgd，即td+tr时间内的充电电量，计算结果电流是远大于MCu的IO口输出驱动电流，因此通过串联电阻，增加充电时间，即t=RC。但这会导致Vgs的上升沿和Vds的下降沿斜率减小，影响MOSFET的开关性能，所以电阻的选取要准确。（此处理论知识分析可能不正确，我也在学习MOSFET的驱动应用原理，若有误或需要补充会再做修改）

　　防止漏源击穿的原因也是和电容的时间常数有关，当栅极驱动电压快速关断，漏源极从导通状态变为截止状态，Vds迅速增加，当dVds/dt过大就会击穿器件，串联电阻可以减缓Ciss的放电时间，使Vgs缓慢变化，因此Vds不会迅速增加。

　　P-MOS的Vgs（th）《0，源极一般加11V电压，MCU的IO口无法正常控制P-MOS的开关，我们需要用三级管驱动栅极，三极管由IO口驱动控制。电阻R1/R2/R3上拉栅极电压，使P-MOS能关断。这个电阻不能太小，否则会造成三极管导通时承受过大的电流。同时电阻也不能太大，否则会增加三极管BC极间电容的充电时间，延长三极管的导通时间，进而影响P-MOS栅极电压Vgs的上升时间。

　　三极管的选择不能选用我们常用的8050或9013小信号的三极管，它们的耐压和导通电流太低，所以这里我选择了SS8050（MK中使用的三极管找不到）。R4/R5/R6阻值的选择无特别要求，只要使三极管工作在饱和区即可。

文章素材来自互联网 　　​

​​​​​

​

​​​

使用国产8051内核FMC1001单片机驱动无刷电机

一、特点

1、概述：

FMC1001C 是一款8位的带32K 字节 FLASH 的控制器，它片上包含了256字节的内部 RAM（可 以直接访问）和4 K 字节的外部 RAM（需要用 MOVX 访问）。FMC1001C 低功耗，高性能，稳 定，低成本，使用 CMOS 工艺，和51系列控制器完全兼容。

2、内核：

24MHz 高性能 1T 8051内核，全兼容8051指令集，内置16位硬件乘除法；

31个中断源和中断向量，2级中断优先级；中断源来自于每一个 IO 和各个模块的中断。

3、存储器：

256字节的内部 RAM ； 4 K 字节的外部 RAM（SRAM） ；

32K FLASH 程序空间，支持在线读取、擦除和编程；

4、外设：

------1个看门狗计数器 WDT；1个唤醒计数器 WUT；2个16位通用定时器；

------40个 IO 双向口，工作模式有推挽输出、上拉、输入，每个 I/O 口都支持外部中断；

------2个全双工串口 UART；支持 UART8位/9位模式、2线 SPI 主模式；

------2个全双工 SPI 接口，支持 SPI、I2C 主模式；

------1个 USB，4个端点，支持 lowspeed、fullspeed，支持在线升级，自擦写；

------2个 TPC 可实现计时（Timer）、脉宽调制（PWM）和捕捉（Capture）功能。

------（HRP 模块）6路16位的高精度 PWM，每路可以有各自的占空宽度；

------（PWM 模块）6路独立带死区的14位 PWM，有2个专用 Ptimer 提供时间计数，并和

PSYNC 模块一起实现两颗或多颗 MCU 的 PWM 同步；

------1个12位 ADC，15路外部输入检测，1路内部检测，4路外部输入参考及4路内部参考；

------4 个比较器；

------低电压检测器 LVD，支持16级电压检测；

5、可以在线仿真哦！！！！

所以，该单片机用在无刷霍尔电机、飞控是一个非常不错的选择。

二、编程方面和8051一样，IDE也是使用熟悉的KEIL软件了。

1、比如寄存器：

2、比如编程代码：

只是功能更强、时钟更高了。

相关问答

用一个IO口一个2K的电阻接到一个三极管b,风扇+接12V+,风扇-接三极管c,三极管e接GND(三极管用8050)就可以用一个IO口一个2K的电阻接到一个三极管b,风扇+接12V+...

一、单片机不能直接驱动步进电机。原因是单片机虽然是主要起控制作用,但其端口主要是起到信号控制作用,而不能起到功率驱动。一般单片机的I/O口的输出电流都在...

单片机本身是一种微型计算机,不具备安装驱动的功能。串口驱动是为电脑或其他设备提供与串口通信的能力的软件驱动程序。单片机可以与计算机或其他设备通过串口...

[回答]61单片机是有的,为什么叫51,开发商高兴叫什么就叫什么,什么386,486,就像你为什么叫hychyc_2008一样公司方案设计水平真不错,技术过硬,我们跟他们合...

无刷电机电调一般采用PWM信号驱动。1.无刷电机电调使用PWM(脉宽调制)信号驱动是因为PWM信号可以控制电流大小,从而控制电机转速和方向。通过调整PWM信号的...

[最佳回答]可以将单片机的一个输出脚控制继电器,先设置其为高电平,继电器吸合,马达转动,延时一段时间后,设置该引脚为低电平,继电器释放,马达停止。只要调整中...

答买单片机不需要给驱动的因为大多数的单片机IO一般都有几十毫安的灌电流驱动能力是单片机自身带的,硬件模块也是不需要驱动的,如果是外围硬件模块,那么是否需...

单片机可以直接驱动步进电机控制器,但不可以直接驱动步进电机。需要注意的是,步进电机控制器通常都是PWM接口,所以最好选型有PWM功能的单片机。如果用IO口模...

单片机驱动继电器是比较常见的电路,由于单片机的输出电流能力有限,一般都会通过三极管、MOS管或者其他专用驱动芯片来驱动继电器。下边以单片机通过三极管驱动...

你的电路接法是否错误呢?查看一下,单片机从理论上讲是不能直接驱动继电器的,不管你的接法如何,直接连接可能会烧坏单片机I/O口,你的原因可能是已经把I/O口烧...