無刷電機驅動電路剖析
一、無刷電機工作原理概述
無刷電機通過三相線通電運行，其定子含有與三相匹配的線圈，線圈數量為 3 的倍數。電機運轉時，各相線圈依據轉子位置進行換流，即改變電流方向，以此控制電機轉動。換流速度的調整以及經 PWM（脈寬調制）調制后的電壓共同作用，實現對電機轉速的精準控制。逆變器在該系統中扮演關鍵角色，它利用直流電源（通常是電池）生成各相所需的功率信號，相當于交流信號的生成電路。
二、驅動電路詳解
無刷直流電機的驅動電路如下圖 1 所示。功率器件采用晶體管，這里特指 MOSFET 或 IGBT，它們充當高速開關的角色。這種不處于放大狀態而僅作為開關的器件，被稱之為 “開關器件”。
晶體管左側的端子在晶體管中稱為 “基極”，在 MOSFET 中則稱為 “柵極”。當對基極 / 柵極施加電壓時，電流便從晶體管右上方的端子（集電極 / 漏極）流向右下方的端子（發射極 / 源極），開關進而變為開通狀態。開關處于開通狀態時，直流電源電壓施加到集電極 / 漏極，電流依次流經上臂晶體管 / MOSFET、電機線圈（兩相串聯）、下臂晶體管 / MOSFET，最終回到地。
（一）線圈電流流動路徑
電機包含 U 相、V 相、W 相線圈。PWM 信號需控制電流按特定方向流過其中兩相的開關，具體方向如下：
U → V
U → W
V → W
在上述方向中，箭頭左側代表上臂開關，右側代表下臂開關。電路中，盡管 U 相、V 相、W 相線圈可簡化視為各 1 個，但實際是由多個定子線圈（槽）通過串聯或并聯組成。
（二）開關器件的互補關系
對于開關器件，上臂和下臂分別對應 U 相、V 相、W 相。以 U 相為例，U 相上臂開關器件開通時，U 相下臂開關器件必須關斷；反之，U 相上臂開關器件關斷時，U 相下臂開關器件必須開通。V 相、W 相的情況與之相同，絕對不存在上臂和下臂同時開通或同時關斷的情形，這種關系被稱作 “互補”。
（三）開關器件的控制機制
如圖 2 所示電路，電流從上臂流向 down 臂，上臂從三相中選取 1 相開通，下臂同樣從三相中選取 1 相開通，因此整個電路包含 6 個 MOSFET 開關器件。微處理器實時決定電流的流向，即從哪里流向哪里、流經哪相。微處理器會計算各相所需形成的波形，并通過計時器 / 計數器端子在任意時刻輸出相應的適當波形。在此電路中，晶體管負責實施 PWM 控制。所選用的 6 個 MOSFET 均具備相同的特性，綜合考慮采購便利性與卓越的驅動性能，最終選定 N 溝道 MOSFET。
〈烜芯微/XXW〉專業制造二極管，三極管，MOS管，橋堆等，20年，工廠直銷省20%，上萬家電路電器生產企業選用，專業的工程師幫您穩定好每一批產品，如果您有遇到什么需要幫助解決的,可以直接聯系下方的聯系號碼或加QQ/微信，由我們的銷售經理給您精準的報價以及產品介紹
聯系號碼：18923864027（同微信）
QQ：709211280