基于IR2136的无刷直流电机驱动电路的设计

采用IR2136驱动三相逆变桥的六个功率MOSFET的电路原理图如图5所示。IR2136内置了400 ns的死区时间，防止同一桥臂的上下2个MOSF ET管同时导通。
1．3 三相逆变桥部分
逆变电路的作用是将动力直流电源转换为可以驱动无刷电机运行的三相交流电U、V和W。
通过在IRFP260的栅极串联一定电阻，改变MOSFET的开关速度。这里选择栅极串联一适当大小的电阻。另外，由于栅源之间的阻抗很高，因此漏源间电压的突变会通过极间电容耦合到栅极而产生过高的电压过冲。对于正方向的过冲电压，会引起MOSFET误导通，导致桥臂直通。因此，为了适当降低栅极驱动电路的阻抗，可以在栅源间并联一大电阻。如图6所示。

1．4 过流保护部分
过流保护电路的作用是避免工作过程中电机出现过电流时采取的安全措施，当驱动电路控制系统出现过电流时，关闭三相逆变桥中的功率管。

先对母线电流进行采样检测，经过精密采样电阻将母线电流信号转换为电压信号SAM，然后进行简单的滤波处理后输入到比较器中，与设定的基准值进行比较，产生过流信号OC，OC信号输出到组合逻辑电路中参与运算。当电流过大时时，OC信号为低电平，三相逆变桥的高压端MOSFET关闭，电机停止工作。本设计中采用LM339芯片实现电路过流保护功能，过流保护电路如图7所示。

2 仿真结果分析
直接调用驱动芯片IR2136、IRFP260的PSPSICE仿真模型，利用Synopsys公司的仿真分析软件Saber对功率驱动电路建立仿真分析模型进行分析。在仿真模型中，选择栅极串联电阻RG=200 Ω，栅源极并联电阻RGS=20 kΩ，直流母线电流精密采样电阻RSAM=0．05Ω。
其中S1F和S4F为IR2136一个桥臂的输入控制信号，G1_G，G4_G分别为半桥高压侧MOSFET、低压侧MOSFET的栅极电压，UA为电机的三相绕组输入电压。分析得出IR2136输入控制信号有效时，MOSFET可靠导通；同时高端MOSFET导通时，低端MOSFET关闭。

3 结论
文中设计完成了一个基于IR2136的无刷直流电机的功率驱动电路。该电路集成了输入欠压、防直通、过流等保护功能。另外，利用IR21 36片内自举功能，实现了全桥驱动电路的单一电源供电，并根据计算分析对电路的关键参数进行选择。同时利用仿真分析软件Saber对设计电路进行了仿真，其仿真结果与理论分析相吻合。