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。這份清單使我可能已經漸漸陷于自己的希望和夢想（見圖1），因此我只能說“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）。但是我現在不打算談論這些。我將要討論“步驟零”：為電機驅動系統設計硬件。在這一步，您隨時可離開。圖2所示為我對此現象的印象。
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。
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分立式柵極驅動器 |
集成式柵極驅動器 |
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電壓范圍 |
高達600V（或更高） |
一般在60V以下 |
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柵極驅動電流 |
高達4A（或更高） |
通常為1A或更少 |
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柵極驅動電源 |
需要另購 |
集成電源 |
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傳播延遲 |
超高速 |
足夠快 |
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停滯時間 |
從MCU插入 |
由柵極驅動器插入 |
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控制所需的輸入 |
6 |
6或3或1 |
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外部組件 |
許多 |
少量 |
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保護功能 |
無（或少許） |
包括 |
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100％PWM支持 |
否 |
是 |
表 1: 分立式柵極驅動器與集成式柵極驅動器；表中的細節比段落細節更多！
在本系列的第2部分中，我將創建并展示分立驅動器和集成驅動器之間的原理圖和布局差異，以檢測我落實原理圖和布局的能力。
其他資源
• 查看DRV8320 數據表。
• 閱讀關于增加電動工具功率密度需求的博客。
• 查看18V / 1kW，160A峰值，> 98％效率，高功率密度無刷電機驅動參考設計。
• 了解三相DRV8320的智能柵極驅動器。
