Có thể thiết kế ESC BLDC 3 pha bằng 3 × IR2184 + STM32, nhưng không phải là lựa chọn tối ưu nếu bạn muốn điều khiển linh hoạt.

Đầu tiên, cần lưu ý một điểm rất quan trọng:

IR2184 chỉ có 1 chân điều khiển (IN) cho mỗi nửa cầu, IC tự tạo tín hiệu high-side/low-side và chèn deadtime khoảng 500 ns.

Điều này dẫn đến các hạn chế sau:

• Không thể điều khiển độc lập MOSFET trên và dưới.
• Khó thực hiện PWM chỉ ở high-side hoặc chỉ ở low-side.
• Không phù hợp với FOC.
• Việc điều khiển sensorless Back-EMF phức tạp hơn.

Nếu vẫn dùng IR2184

Kiến trúc sẽ như sau:

          STM32
     ┌──────────────┐
PWM_A ──────────────┐
PWM_B ──────────────┼────► 3 × IR2184
PWM_C ──────────────┘

          │
          ▼

    6 MOSFET N-channel

      Phase A
      Phase B
      Phase C

          │
          ▼

        BLDC

STM32 chỉ cần xuất:

• PWM_A
• PWM_B
• PWM_C

Mỗi IR2184 sẽ điều khiển một nửa cầu.

Sơ đồ gợi ý 1

 

Sơ đồ gợi ý 2

---

Nếu điện áp là 12–60V

IR2184 dùng rất tốt.

Nguồn driver:

• VCC = 12~15V
• Bootstrap 100nF–220nF
• Gate resistor 10–22Ω
• TVS bảo vệ DC Bus

Đây là dải điện áp phổ biến của các ESC.

Nếu mục tiêu là ESC chuyên nghiệp

Mình sẽ không chọn IR2184.

Thứ tự ưu tiên:

Driver	Đánh giá
IR2184	⭐⭐⭐☆☆
IR2101	⭐⭐⭐⭐☆
IR2110	⭐⭐⭐⭐⭐
DRV8301	⭐⭐⭐⭐⭐
DRV8323	⭐⭐⭐⭐⭐

---

Với STM32

Nếu bạn muốn làm:

• Sensorless
• Hall
• FOC
• Điều khiển vector
• Điều khiển mô-men

thì IR2101 hoặc IR2110 phù hợp hơn vì STM32 có thể điều khiển độc lập từng MOSFET.

--------------------------------------------------

Mình đề xuất cho dự án của bạn

Nếu mục tiêu là:

• ESC 3 pha
• STM32F4
• Sensorless Back-EMF
• Công suất 500W–5kW
• Có khả năng mở rộng lên điện áp cao

thì nên thiết kế:

• STM32F405 hoặc STM32G431
• 3 × IR2101 (hoặc IR2110 nếu cần driver mạnh hơn)
• 6 MOSFET N-channel
• Mạch đo dòng (3 shunt hoặc 1 shunt)
• Mạch đo Back-EMF bằng comparator hoặc ADC
• Bảo vệ quá dòng, quá áp, quá nhiệt

Đây là kiến trúc gần với nhiều ESC công nghiệp và cũng dễ mở rộng sang điều khiển FOC sau này.

Dù dùng IR2184, nếu điều khiển BLDC sensorless thì vẫn phải lấy điện áp của 3 pha (U, V, W) về STM32 hoặc comparator để đo Back-EMF.

IR2184 chỉ là IC driver MOSFET, nó không có chức năng phát hiện vị trí rotor.

Sơ đồ nguyên lý

           +VDC
             |
        MOSFET High
             |
   Phase U -----------\
                       \
        MOSFET Low      >------ Mạch chia áp -----> ADC STM32
             |         /
            GND       /

Tương tự cho Phase V và Phase W

Bạn sẽ lấy:

• Phase U → chia áp → ADC
• Phase V → chia áp → ADC
• Phase W → chia áp → ADC

---

Vì sao phải đo cả 3 pha?

Trong điều khiển 6-step:

Ví dụ đang chạy:

• U = PWM
• V = GND
• W = Floating

Lúc này pha W không được điều khiển, điện áp trên W chính là Back-EMF.

STM32 sẽ:

1. Đọc điện áp pha W.
2. So sánh với điện áp trung tính ảo (Vbus/2).
3. Phát hiện điểm Zero Crossing.
4. Sau khoảng 30° điện thì chuyển sang bước tiếp theo.

Ở bước kế tiếp, pha nổi sẽ đổi sang U hoặc V, nên cần có khả năng đo cả 3 pha.

---

Mạch chia áp

Nếu nguồn là 24V:

Có thể dùng:

Phase
   |
100k
   |
---------> ADC
   |
20k
   |
GND

Điện áp ADC sẽ khoảng 0–4 V.

Nếu nguồn là 48V hoặc cao hơn thì tăng tỷ lệ chia để điện áp vào ADC không vượt quá 3.3V.

---

Có cần comparator không?

Có hai cách:

1. Đọc ADC (khuyến nghị với STM32F4)

Ưu điểm:

• Linh hoạt.
• Lọc nhiễu bằng phần mềm.
• Có thể chuyển sang FOC sau này.

---

2. Dùng comparator ngoài (ví dụ LM339)

Ưu điểm:

• Phát hiện Zero Crossing rất nhanh.
• Giảm tải CPU.

Nhược điểm:

• Phải thêm linh kiện.
• Cần tạo điện áp tham chiếu Vbus/2.

---

Với IR2184

Hoàn toàn không ảnh hưởng.

Bạn vẫn đấu:

STM32 PWM_A ---> IR2184 A
STM32 PWM_B ---> IR2184 B
STM32 PWM_C ---> IR2184 C

Phase U ------> ADC1
Phase V ------> ADC2
Phase W ------> ADC3

IR2184 chỉ đảm nhiệm việc đóng/cắt MOSFET, còn STM32 đọc điện áp pha để xác định vị trí rotor.

Khuyến nghị

Nếu bạn định làm ESC sensorless dùng STM32F4 + IR2184, mình có thể vẽ sơ đồ đầy đủ gồm:

• 3 × IR2184.
• 6 MOSFET.
• Mạch bootstrap.
• Mạch chia áp lấy tín hiệu U/V/W về ADC.
• Mạch đo dòng.
• Mạch bảo vệ quá dòng, quá áp.

Đó là cấu hình hoàn chỉnh để chế tạo một ESC sensorless thực tế.