有充分的理由說無刷直流電機絕對是電機驅動器中最酷的一款產品。您可以獲得更高的效率、功率和扭矩，更低的噪音、電磁干擾（EMI）及振動，更長的電池及電機壽命,更快的速度,更好的產品,更多的驚喜、樂趣和朋友,更好看的外觀以及無數追隨者的崇拜。這份清單使無刷DC可能已經漸漸成為希望和夢想的支持者（見圖1），而“結果可能會各不相同”。

圖1：無刷DC：希望和夢想的支持者

無刷直流電機驅動的樂趣在于算法。您可以實現有傳感器或無傳感器監控、梯形或正弦控制、磁場定向控制（FOC）或換向。可選方案和烹飪雞蛋的方法一樣多——但事實上，只有十種真正稱得上是獨特的（其他方法只是做了一個小小的變化）。但是我們現在將要討論“步驟零”：為電機驅動系統設計硬件。圖2所示為大部分人對此現象的印象。

圖2：舒適度隨著電壓水平和模擬內容線性下降

對于其余六個讀卡器，許多無刷直流電機系統旨在追求高功率和高效率，這意味著最好的實現方式是用分立式MOSFET控制柵極驅動器的微控制器（MCU）。在您測試出最佳的速度環路算法來控制您的電機之前，您只需將MCU的智能與MOSFET的原始電流驅動能力連接即可。柵極驅動器充當MCU的邏輯域與MOSFET和電動機的功率域之間的轉換器。有兩種可以實現這種轉換器的架構：分立式柵極驅動器和集成式柵極驅動器。有很多原因說服你任選其一。分立式驅動器提供最高的電源電壓支持和最優的性能，但需要更多的組件并且缺乏保護功能。集成式驅動器為電機驅動器提供更具針對性的解決方案，但不會為您提供電壓支持或分立式柵極驅動器的超高性能。除在一個芯片上使用三個分立式柵極驅動器外，像DRV8320這樣的集成式驅動器還可以提供附加功能，如柵極驅動電源、感應放大器、功率器件或集成式柵極驅動無源器件。剛剛略讀上述段落的讀者可以看下表1。

表 1: 分立式柵極驅動器與集成式柵極驅動器

總之

無刷直流電機很酷

（可以幫您結交朋友）

沒有人喜歡談論實際的硬件

（但是我們將要這么做）

分立式和集成式柵極驅動器各有優缺點

我們可以整天談論功能和優點，但工程師想看的是一些真正的電路。接下來我們直接比較分立式和集成式柵極驅動架構，展示兩者的電路板級差異。

原理圖和布局比較的兩個關鍵指標是組件數量和解決方案尺寸。第一個度量標準是：元件數量。這在原理圖完成后可以相對容易地找到。然而，解決方案尺寸的估算更加復雜。我們經常看到在集成電路元件尺寸上簡單標注的解決方案尺寸。但是這其實非常不準確，因為它并未考慮外部元件、元件與電路板上的布線之間需要的間隙。

下表為無刷直流電機驅動器創建分立式和集成式柵極驅動器架構的并行原理圖和布局。我們選擇了TI一款分立式柵極驅動器和DRV8320作為集成式柵極驅動器。另外使用了NexFET?功率MOSFET的標準QFN封裝。雖然這種設計恰好使用標準分立式FET，但TI最近推出了兩款可用于此應用的垂直集成的半橋式電源塊，節省了更多的設計空間。希望這些圖片對那些想要比較這兩種無刷直流架構的人有所幫助。

表1：分立式柵極驅動器與集成式柵極驅動器

這個看似速效的項目注入了很多設計和想法。從上面可以猜到，創建一個沒有內層的雙層電路板可以簡化瀏覽。不過，這意味著在布局上需要投入更多心思。同樣，分立式柵極驅動器上的柵極驅動設置組件和集成式柵極驅動器上的IDRIVE引腳組件需要進行調整，以便從外部FET獲得可接受的上升和下降次數。布局部分還有許多小的調整，以便實現兩種解決方案的最小尺寸。