基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计

摘要：实现了一个基于IR2136的适用于无刷直流电机的三相全桥驱动电路的设计。详细介绍了电路的信号隔离模块、逻辑综合电路、三相逆变驱动电路和过流保护电路，并对电路中的关键参数进行了计算分析和选择，最后通过Saber仿真分析软件对设计完成的电路进行了仿真。仿真分析结果证明，电路的设计性能完全满足使用要求。
关键词：三相全桥驱动；信号隔离模块；三相逆变驱动；Saber

随着电力电子技术和高性能永磁材料的发展，无刷直流电机的应用在航空航天、医疗、家电及自动化领域获得了迅猛的发展。无刷电机驱动电路是数字控制电路和无刷直流电机联系的纽带，它采用功率电子开关和霍尔位置传感器代替有刷电机中的电刷和换相器，接收来自数字电路的控制信号，将电流分配给无刷电机定子上的U、V、W三相绕组。相对于数字控制部分，驱动电路是电机控制系统中的薄弱环节。因此，电机功率驱动模块电路性能的好坏将直接关系到系统的整体性能和可靠性。
以IR公司的专用驱动功率芯片IR2136为中心，采用MOSFET作为功率开关器件，完成了三相全桥逆变电路的设计，选用的MOSFET管为RFP2 60N。驱动电路接收电机输出的代表转子位置的3个霍尔信号HA、HB、HC，并接收经过隔离处理过的PWM波和控制电机转向的方向信号DIR，经过组合逻辑运算，输出按一定次序控制6个功率MOSFET导通与关断的信号。在MOSFET的应用中，驱动、保护这两个问题必须全面考虑。文中详细介绍了功率驱动电路中驱动部分和保护部分的设计，并在分析计算的基础上对电路的关键参数进行了选择。

1 功率驱动电路
采用的驱动电路原理框图如图1所示，共包括4个部分：信号隔离部分、驱动部分、三相逆变桥部分及过流保护部分。