使用MOSFET、BJT、IR2101门极驱动IC和Arduino Nano设计一款BLDC电机驱动器，实现高效的电机控制与开关操作

本项目的目标是设计并开发一种无传感器的三相BLDC电机驱动器，该驱动器可使用Arduino Nano、IR2101门极驱动IC以及基于MOSFET的逆变级来控制三相BLDC电机。

与简单的电机驱动模块不同，本项目重点在于理解实际的电机换向、高侧和低侧开关、自供电栅极驱动以及基于反电动势(BEMF)的转子位置检测。

工作原理

•BLDC电机通过一个由六个MOSFET组成的三相逆变电路驱动，该电路采用半桥配置。

•Arduino Nano 为电机相位生成换向信号。这些信号被提供给 IR210111 阀门驱动器 IC，以高效驱动高侧和低侧的 MOSFET。

•使用电容和二极管来生成高侧开关所需的栅极电压。

•通过浮空电机相的反电动势(Back EMF)进行控制，实现无霍尔效应传感器的感应式换向操作。

•速度控制通过连接到Arduino Nano的按钮实现。

主要使用的部件

•Arduino Nano

•IR2101 门极驱动IC

•IRFZ44N MOSFET

•电容和二极管

•无刷直流电机

•用于BEMF传感的电阻器和电容器

面临的挑战

在开发过程中遇到了一些实际问题，包括：

•MOSFET开关噪声

•正确的死区时间生成

•稳定的自适应充电

•反电动势信号滤波

•换相时间同步

这些问题经过多次测试迭代进行了分析和改进。

本文编译自hackster.io