为无刷直流(BLDC)电机系统选择合适的系统架构可能会让人不知所措。 此常见问题解答将帮助您选择最适合您的应用的系统架构类型。 TI 在每个架构中提供多种器件、涵盖各种功率级别。 图1中的 PCB 显示了 TI 无刷直流(BLDC)解决方案提供的四种不同架构。 系统架构的选择取决于给定应用中可用的电路板尺寸和电机功率要求。
这四种架构如下：
- 栅极驱动器–需要一个用于电机换向控制的外部 MCU 和板载外部 MOSFET 来驱动电机
- 具有集成电机控制的栅极驱动器–需要板载外部 MOSFET 来驱动电机
- 具有集成 MOSFET 的电机驱动器–需要板载外部 MCU 进行电机控制
- 具有集成 MOSFET 和电机控制的电机驱动器–无需板载外部 MCU 或 MOSFET 即可驱动电机
图1–架构尺寸比较
集成 FET 与栅极驱动器架构
每种架构都有其优缺点。 例如 、架构4中使用的 MCF8316A 在上述四种架构中占用的空间最小、因为该器件中集成了控制、驱动器和 MOSFET。 由于封装中的功率耗散、这些器件在功率方面受到限制、因此非常适合低功耗应用。 集成式 FET 器件还可更大限度地减少物料清单(BOM)、从而减小电机驱动解决方案所占用的布板空间。 TI 产品系列提供各种集成驱动器、这些驱动器具有高达100W 的各种电力输送功能和超过8A 的峰值电流。 如需了解更多相关信息、请访问 此处的 TI 高精度实验室视频。
栅极驱动器的用途是切换外部 FET 以控制流经电机的电流。 由于驱动器可与功率级隔离、因此使用这些器件可以更好地实现高电压和高电流应用。 根据经验、如果系统的输出功率超过70W、建议使用栅极驱动器器件。 TI 的产品系列提供各种配备智能栅极驱动等技术的栅极驱动器，可简化 MOSFET 栅极的驱动并保护栅极驱动器免受异常情况的影响。 智能栅极驱动器允许系统设计人员在不修改电路板的情况下调整栅极电压压压摆率等驱动参数。
集成控制与外部控制架构
在上述架构2和架构4中使用的 TI 的 MCx 器件提供了将集成电机控制算法与驱动器一起使用的灵活性。 这使得用户能够执行一个无代码解决方案、此解决方案具有可配置且易于调优的电机控制选项。 例如 、对于 MCT8316Z、该器件还集成了三个用于位置感应的模拟霍尔比较器、以实现含传感器梯形 BLDC 电机控制。 这使得系统设计人员能够减少软件开销。 另一方面、使用外部微控制器进行电机换向的一个好处是系统设计人员可以灵活地为电机和系统控制添加自己的逻辑。 系统控制的示例包括：如果设计人员希望使用6个 PWM 信号而不是3个或1个 PWM 信号对电机进行换向、则在推断出特定类型的故障(例如温度警告)后点亮 LED、或通过 SPI 配置特定于器件的设置。
图2–按电压分类的器件产品系列
TI 的 BLDC 解决方案提供了各种电压和功率级别的架构。 图2中显示了特色产品的快照。 有关为您的应用选择合适器件的其他帮助，请参阅“无刷直流电机驱动器注意事项和选择指南”
