采用锂离子供电的高功率密度，高效率，三相无刷直流（BL）可实现无绳电动工具，真空吸尘器和电动自行车的开发。然而，为了节省更紧凑的机电设备的空间，设计人员面临着进一步缩小其电机控制电子设备的压力。
这不是一项简单的任务。除了将组件挤压到狭小空间的明显困难之外，将所有部件推得更紧密地增加了热管理，当然还有电磁干扰（EMI）问题。
电机控制电路设计人员可以做出更纤薄的设计通过转向新一代高度集成的栅极驱动器，这是电机控制系统中最关键的元件。
本文将介绍BL在引入合适的栅极驱动器之前的操作以及如何使用它们来克服紧凑型电机控制系统的设计挑战。
构建更好的电动机
由于能源效率和节省空间的双重商业压力，电动机设计迅速发展。数字控制的BLDC电机代表了这一演变的一个方面。电机的普及是由于使用电子换向，与传统（电刷换向）直流电机相比，效率更高，对于以相同速度和负载运行的电机，效率提高了20％到30％。
这种改进使BLDC电机能够在给定的功率输出下更小，更轻，更安静。 BLDC电机的其他优点包括出色的速度与转矩特性，更动态的响应，无噪音运行以及更高的速度范围。工程师们还推动设计在更高的电压和频率下运行，因为这样可以使紧凑型电动机完成与更大的传统电机相同的工作。
BLDC电机成功的关键是电子开关模式电源和电机控制电路产生一个三相输入，进而产生旋转磁场，拉动电机的转子。由于磁场和转子以相同的频率旋转，电机被归类为“同步”。霍尔效应传感器传递定子和转子的相对位置，使控制器可以在适当的时刻切换磁场。 “无”技术可监测反电动势（EMF）以确定定子和转子位置。
顺序向三相BLDC电机施加电流的最常见配置包括三对功率MOSFET安排在桥梁结构中。每对充当逆变器，将来自电源的直流电压转换为驱动电机绕组所需的交流电压（图1）。在高压应用中，通常使用绝缘栅双极晶体管（IGBT）代替。
图1：数字三相BLDC电机控制通常使用三对MOSFET，每对MOSFET为电机的一个绕组提供交流电压。 （图像：）
