无刷电机电机驱动 - 嘉立创EDA开源硬件平台

基于cw单片机与IR2101STRPBF电机驱动构建无刷电机驱动。

实测24v电源进入正常，没有烧管子。本板子兼容stm32f103c8t6,建议高手才进行更换。

支持霍尔换向，做3相采集，还有母线采集

驱动芯片可以换成EG3013(好用又便宜---满足学习板需要--注意EG3013下桥是地电平有效，本学习板已经默认地电平)

1.三相逆变全桥电路
三相逆变桥电路采用IR2101S加MOS驱动方式。IR2101S本身是半桥驱动，采用上桥跟下桥驱动方式，也就是一路驱动需要1个IR2101S和2个MOS管，总共3路。所以电机驱动很大部分成本在这里面。而且根据需要应用的场合不同，需要MOS管功率不同，这时就需要考虑成本尽量选用性价比高的MOS管。电路如图
其中U2为IR2101S，Q1，Q2是IRF540N N沟道MOS管，D2、C3组成上桥自举电路，R3，R13为MOS管基极限流电阻。R15为驱动采样功率电阻，大负载时可以更换大功率电阻，防止电流过大烧毁电阻。R9、R10为单片机控制引脚到IR2101S限流电阻。
自举电路也叫升压电路（这个电路在三相逆变桥电路中起到很关键的作用）。原理是利用自举升压二极管，自举升压电容等元件，使电容放电电压和电源电压叠加，从而使电压升高（类似于升压电路），有的电路升高的电压可达到数倍电源电路。
这就是利用自举来抬高电压的。通常用一个电容和一个二级管，电容存储电荷，二极管防止电流倒灌，频率较高的时候，自举电路的电压就是电路输入的电压加上电容的电压，起到升压的作用。同时自举电容的容值也不能过大也不能过小，需根据开关频率选择适当的容值。

2.电路采样电路
电机控制最基本的要求就是获取电机的电流信息。在每个半桥的下臂都加了一个0.05欧 2W的采样电阻，如图：

采集电机相线上电流，原理是电流流过功率电阻，产生电压，经过差分放大电路放大 6倍，后送到单片机进行处理。电容起到滤波作用，三路电流采样一样，这里只列举一路。

同时，为了给采样电路提供1.65V的参考电压，我们采用运放搭了个参考电压电路，也称跟随器。利用电阻分压出 1.65V，经过跟随器输出稳定的电压。

4.霍尔编码器驱动电路
霍尔编码器驱动电路主要的功能是采集电机的旋转角度和转速，以此可对电机形成闭环控制。霍尔编码器接口采用标准的 5 线霍尔接线方式，由上拉电阻，限流电阻和滤波电容组成，确保采集信号干净无杂波。接线时注意接线顺序，电机参数里都有霍尔线顺序，一般根据颜色去区分。

具备了以上这几个电路之后，便可对三相直流无刷电机进行有效的控制，适用于各种常用的电机控制算法，比如V/F控制（也就变频控制）、FOC控制（磁场定向控制）等。