除了地线设计，六颗电容让大功率无刷水泵工作稳定

从CW32L010上市到现在，凭借整体方案优势，我们做了很多无刷水泵的客户，驱动器电压覆盖35~90V 电流额定15A左右，也就是800W以内的应用范围。

目前以台州地区的客户居多，对驱动器的通用性要求较高。

我们团队10年以前就做过一些无刷水泵的案子，那时候主控还是某8S，再后来就是很多国产厂家和方案商做了大部分市场。电子类行业就是这样，越干人越多，但是即使同行多，却谁也垄断不了，都能活下去，就是比较卷。

国际局势带来的电子元器件供应问题，也使得越来越多的客户在寻求更多的水泵方案，避免因某款芯片缺货导致无法交货。

即便我们熟悉任何一款芯片，在一个特定应用下，也要吃透软硬件，以期达到最好的工程优势，做出高性价比、稳定可靠的产品。

如果你要问我，无刷电机驱动的硬件设计什么最重要，我的经验是地线设计。好的地线设计是一切系统稳定工作的前提。

但是，仅仅是好的地线设计还不够，因为这只保障了最好的信号回路。在驱动三相变换的过程中，MOS往往在几十KHz的频率下快速开关，由此引起巨大的▲v/▲t和▲i/▲t。

▲v/▲t（亦写作 dv/dt） 指电压随时间的变化率，即电压跃迁的陡峭程度。

过高的▲v/▲t 会通过器件的寄生电容（如米勒电容 Cgd）产生较大的位移电流。这可能会引起误开通（在桥式电路中造成直通短路），或在极端情况下，导致栅极氧化层被击穿。

根据麦克斯韦方程，变化的电场会产生磁场。极高的 ▲v/▲t 是强力的电磁干扰源，会通过容性耦合（寄生电容）向空间和邻近线路辐射高频噪声，严重干扰模拟信号、传感器信号及控制电路的稳定性。

在PCB布线中，平行走线间存在寄生电容。一根信号线上的高速电压跳变（高▲v/▲t ）会通过寄生电容耦合到邻近的敏感信号线上，造成信号串扰，导致逻辑误判或数据错误。

▲i/▲t（亦写作 di/dt） di/dt 指电流随时间的变化率，即电流建立或消失的速度

在关断感性负载（如电机、继电器线圈）或PCB走线环路电感较大时，巨大的负向▲i/▲t会产生远超电源电压数倍甚至数十倍的高压尖峰，极易击穿开关管（如MOSFET、IGBT）或其它半导体器件。

根据麦克斯韦方程，变化的电流（磁场）会产生电场。极高的 ▲i/▲t会在电流回路周围产生强变化的磁场，从而辐射出强烈的传导性和辐射性电磁干扰，影响自身及周边设备的正常工作。

当大量门电路同时开关时，电源回路上也会产生瞬间的大▲i/▲t。由于电源分配网络存在寄生电感，这会导致电源电压瞬间跌落（ΔI噪声）和地电位抬升（地弹噪声）。

地弹噪声会使芯片的参考地不稳定，可能造成逻辑门误触发、时序紊乱，严重时导致系统崩溃。

即便地线设计合理，调试时，我们依然可以看到开关电路引入到地线上的尖刺（有经验的朋友可能会发现，大尖刺的频率一般等于开关频率，小尖刺多为谐波）尖刺足够密集，能量足够时，地弹就来了。

在社区以往开源的大部分电机驱动相关电路，并未特别优化驱动在大功率长时间运行下的设计（主要我们开源的项目不是针对水泵应用开发的）。如果不知其所以然，即便给出源代码程序，也鲜有工程师能做好这个项目。抄个原理图不难，抄成自己需要的才难。

比较行之有效的方法是：让驱动的MOS慢开快关。

MOS慢开，增大▲t ，从而降低▲v/▲t 。那可能就有朋友说了，MOS快关不就有更大的▲i/▲t了吗？诚然，但MOS本身的体二极管就供了续流路径，而且在电机驱动的过程中，MOS只有能明确关断的状态，才能避免上下桥直通。

想要使得MOS慢开快关，就需要在MOS的栅极处下功夫，从半导体物理的角度来看，MOS的导通是由于栅极电场的形成使得沟道建立，此时栅极电场等效成栅极电容，通过对栅极外部并联电容，从而等效增大栅极电容，延长开启电场的建立时间，此时开启电场的消失时间也增加，可在栅极反向并联二极管，提供电荷的快速泄放回路，实现快关 。如图参考：（不是原项目原理图，电容容值应当是1nF，忽略电流采样）

审核编辑 黄宇