数字地和模拟地的隔离电路

数字电路的频率高，模拟电路的敏感度强，对信号线来说，高频的信号线尽可能远离敏感的模拟电路器件，对地线来说，整个PCB对外界只有一个结点，所以必须在PCB内部进行处理数字地、模拟地公地的问题。在PCB板内部，数字地和模拟地实际上是分开的，它们之间互不连接。电路如图1所示

图1 数字地和模拟地隔离电路

图中电容能滤去电压中的谐波分量。电路中起隔离作用的是线圈L2和L3。数字地和模拟地在这里分开之后，在其它地方的是不会再相见了。

 换相控制电路

换相控制电路主要由6个功率效应管、一些外围电阻和三极管组成。是控制系统硬件部分的主要组成部分，现分几个部分分别介绍。

（1）PWM信号放大电路

主控芯片输出的PWM信号高电平为3.3V，而三相功率器件管的开关信号高电压要求为12V，所以必须有相应的硬件电路将PWM信号放大。我们选用TI（德州仪器）公司的UCC27424型号双路4A的MOSFET驱动器对信号进行放大驱动。其电路图如图2所示。

图2 PWM信号放大电路

UCC27424驱动芯片的外围电路很简单，只需要一些外围电阻即可正常工作。与该芯片功能类似的还有IR2101驱动芯片，在选择的时候发现两者功能相似，但还是有些不同的。例如UCC27424的两路输出信号不隔离，IR2101输出的两路信号时隔离的。但是前者是4A的驱动电流，而后者只有100mA的输出，210mA灌电流的能力。综合考虑，最终选择UCC27424作为我们的驱动芯片。

(2)六桥臂全桥驱动电路

PWM信号的放大处理工作准备好，接下来就是我们的重头戏—全桥驱动电路。电路图如3所示。

图中的U5,U6,U7,U8,U8,U10为功率场效应管，当需要AB相导通的时候，依据图2，主控芯片的PA8引脚输出PWM波，通过功率放大电路将高电平为3.3V的PWM波放大为高电平为12V的PWM波，驱动U5功率场效应管。当PWM波为高电平的时候，功率场效应管导通，PWM波为低电平时，功率场效应管关断。同时主控芯片的PB14引脚输出高电平，经过功率放大电路将电压放大至12V，驱动U9功率场效应管导通。其他相关的控制引脚输出低电平，使对应的功率场效应管截止。此时，电流的流通路径为：电源正极→U5→A相线圈→B相线圈→U8→电源负极。这样，六种相位导通模式：AB，AC，BC，CA，CB分别对应的场效应管的打开顺序为U5U8，U5U10，U6U10，U7U8，U7U9。

图3 全桥驱动电路

注意到三相上桥臂的功率场效应管均并联了一个二极管。假设现在是AB通电，A相使用的是PWM进行驱动，由于PWM是矩形波，其电压是突变的。但是由于A相电感的作用，流经AB线圈的电流是不能突变的。若是没有并联二极管，线圈由于自身电感的作用而产生极高的瞬间反电动势而击穿元器件。所以二极管在PWM信号低电平期间能起到续流的作用。电阻的作用是防止功率场效应管误导通。