三相直流無刷電機是指具有三相的繞組、無電刷和換向器（或集電環(huán)）的電機，并采用直流電經過逆變電路進行驅動的電機。

與傳統的有刷直流電機相比，直流無刷電機采用了電子換向取代有刷電機的機構換向，取消了電刷和換向器；并將原有有刷電機中的定轉子顛倒,即電樞繞組在定子上，與靜止的電子換相電路聯接方便，勵磁在轉子上，為永磁體，不需要勵磁繞組，也更不需要向轉子通電的滑環(huán)和電刷；在有刷電機中，換向器在轉子上，它能保證當電樞導體從一個定子磁極下轉到另一個極下時其中的電流同步改變方向，直流無刷電機電樞繞組中電流方向的改變由功率管的開關來控制，為保證開關信號與轉子磁極轉過的位置同步，需要有檢測轉子位置角的傳感器。其基本組成部分如圖：

除了基本的三相逆變全橋電路外，直流無刷電機驅動電路還需具備各點的采樣電路。驅動電路主要的有以下幾部分構成

三相逆變橋電路

電流采樣電路

直流母線電壓采樣電路

霍爾編碼器驅動電路

1.三相逆變全橋電路

三相逆變橋電路采用IR2101S加MOS驅動方式。IR2101S本身是半橋驅動，采用上橋跟下橋驅動方式，也就是一路驅動需要1個IR2101S和2個MOS管，總共3路。所以電機驅動很大部分成本在這里面。而且根據需要應用的場合不同，需要MOS管功率不同，這時就需要考慮成本盡量選用性價比高的MOS管。電路如圖

其中U2為IR2101S，Q1，Q2是IRF540NN溝道MOS管，D2、C3組成上橋自舉電路，R3，R13為MOS管基極限流電阻。R15為驅動采樣功率電阻，大負載時可以更換大功率電阻，防止電流過大燒毀電阻。R9、R10為單片機控制引腳到IR2101S限流電阻。

自舉電路也叫升壓電路（這個電路在三相逆變橋電路中起到很關鍵的作用）。原理是利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高（類似于升壓電路），有的電路升高的電壓可達到數倍電源電路。

這就是利用自舉來抬高電壓的。通常用一個電容和一個二級管，電容存儲電荷，二極管防止電流倒灌，頻率較高的時候，自舉電路的電壓就是電路輸入的電壓加上電容的電壓，起到升壓的作用。同時自舉電容的容值也不能過大也不能過小，需根據開關頻率選擇適當的容值。

2.電路采樣電路

電機控制最基本的要求就是獲取電機的電流信息。在每個半橋的下臂都加了一個0.05歐2W的采樣電阻，如圖：

采集電機相線上電流，原理是電流流過功率電阻，產生電壓，經過差分放大電路放大5 倍，（5倍是10/(1+1)）后送到單片機進行處理。電容起到濾波作用，三路電流采樣一樣，這里只列舉一路。

同時，為了給采樣電路提供1.65V的參考電壓，我們采用運放搭了個參考電壓電路，也稱跟隨器。利用電阻分壓出1.65V，經過跟隨器輸出穩(wěn)定的電壓。

3.直流母線電壓采樣電路

直流母線電壓采樣電路主要是監(jiān)控直流電源電流的大小，一可以計算電機的功率，二可作為硬件過載保護的措施。

采集電機母線上電流，原理是電流流過功率電阻，產生電壓，經過差分放大電路放大5 倍，（5倍是10/(1+1)）后送到單片機進行處理。電容起到濾波作用。

硬件過流我們采用比較器電路，母線總電流流過功率電阻產生電壓，正常時，功率電阻上電壓低于比較電壓，比較器輸出高電平，不故障，當功率電阻上電壓高于比較電壓，比較器輸出低電平，故障，電機停轉。目前比較值為3V。

4.霍爾編碼器驅動電路

霍爾編碼器驅動電路主要的功能是采集電機的旋轉角度和轉速，以此可對電機形成閉環(huán)控制。霍爾編碼器接口采用標準的5線霍爾接線方式，由上拉電阻，限流電阻和濾波電容組成，確保采集信號干凈無雜波。接線時注意接線順序，電機參數里都有霍爾線順序，一般根據顏色去區(qū)分。

具備了以上這幾個電路之后，便可對三相直流無刷電機進行有效的控制，適用于各種常用的電機控制算法，比如V/F控制（也就變頻控制）、FOC控制（磁場定向控制）等。