有充分的理由說無刷直流電機絕對是電機驅動器中最酷的一款產品。您可以獲得更高的效率、功率和扭矩，更低的噪音、電磁干擾（EMI）及振動，更長的電池及電機壽命,更快的速度,更好的產品,更多的驚喜、樂趣和朋友,更好看的外觀以及無數追隨者的崇拜。這份清單使無刷DC可能已經漸漸成為希望和夢想的支持者（見圖1），而“結果可能會各不相同”。 圖1：無刷DC：希望和夢想的支持者 無刷直流電機驅動的樂趣在于算法。您可以實現有傳感器或無傳感器監(jiān)控、梯形或正弦控制、磁場定向控制（FOC）或換向?？蛇x方案和烹飪雞蛋的方法一樣多——但事實上，只有十種真正稱得上是獨特的（其他方法只是做了一個小小的變化）。但是我們現在將要討論“步驟零”：為電機驅動系統(tǒng)設計硬件。圖2所示為大部分人對此現象的印象。 圖2：舒適度隨著電壓水平和模擬內容線性下降 對于其余六個讀卡器，許多無刷直流電機系統(tǒng)旨在追求高功率和高效率，這意味著最好的實現方式是用分立式MOSFET控制柵極驅動器的微控制器（MCU）。在您測試出最佳的速度環(huán)路算法來控制您的電機之前，您只需將MCU的智能與MOSFET的原始電流驅動能力連接即可。柵極驅動器充當MCU的邏輯域與MOSFET和電動機的功率域之間的轉換器。有兩種可以實現這種轉換器的架構：分立式柵極驅動器和集成式柵極驅動器。有很多原因說服你任選其一。分立式驅動器提供最高的電源電壓支持和最優(yōu)的性能，但需要更多的組件并且缺乏保護功能。集成式驅動器為電機驅動器提供更具針對性的解決方案，但不會為您提供電壓支持或分立式柵極驅動器的超高性能。除在一個芯片上使用三個分立式柵極驅動器外，像DRV8320這樣的集成式驅動器還可以提供附加功能，如柵極驅動電源、感應放大器、功率器件或集成式柵極驅動無源器件。剛剛略讀上述段落的讀者可以看下表1。 表 1: 分立式柵極驅動器與集成式柵極驅動器 總之 無刷直流電機很酷 （可以幫您結交朋友） 沒有人喜歡談論實際的硬件 （但是我們將要這么做） 分立式和集成式柵極驅動器各有優(yōu)缺點 我們可以整天談論功能和優(yōu)點，但工程師想看的是一些真正的電路。接下來我們直接比較分立式和集成式柵極驅動架構，展示兩者的電路板級差異。 原理圖和布局比較的兩個關鍵指標是組件數量和解決方案尺寸。第一個度量標準是：元件數量。這在原理圖完成后可以相對容易地找到。然而，解決方案尺寸的估算更加復雜。我們經常看到在集成電路元件尺寸上簡單標注的解決方案尺寸。但是這其實非常不準確，因為它并未考慮外部元件、元件與電路板上的布線之間需要的間隙。 下表為無刷直流電機驅動器創(chuàng)建分立式和集成式柵極驅動器架構的并行原理圖和布局。我們選擇了TI一款分立式柵極驅動器和DRV8320作為集成式柵極驅動器。另外使用了NexFET?功率MOSFET的標準QFN封裝。雖然這種設計恰好使用標準分立式FET，但TI最近推出了兩款可用于此應用的垂直集成的半橋式電源塊，節(jié)省了更多的設計空間。希望這些圖片對那些想要比較這兩種無刷直流架構的人有所幫助。 分立式柵極驅動器 集成式柵極驅動器 原理圖 二維布局 三維布局 柵極驅動器布局 面積：46.84 mm2 （重復三次） 面積：54.54mm2 原理圖 面積：47.89mm2 集成到柵極驅動器 原理圖 集成電路：4 場效應管（FET）：6 電阻器：20 電容器：12 二極管：6 集成電路：1 場效應管（FET）：6 電阻器：2 電容器：5 二極管：0 表1：分立式柵極驅動器與集成式柵極驅動器 這個看似速效的項目注入了很多設計和想法。從上面可以猜到，創(chuàng)建一個沒有內層的雙層電路板可以簡化瀏覽。不過，這意味著在布局上需要投入更多心思。同樣，分立式柵極驅動器上的柵極驅動設置組件和集成式柵極驅動器上的IDRIVE引腳組件需要進行調整，以便從外部FET獲得可接受的上升和下降次數。布局部分還有許多小的調整，以便實現兩種解決方案的最小尺寸。