什么是无刷电机（也称为BLDC）？在您了解的无刷电机之前，我觉得很有必要先了解下，什么叫做电机。根据词条的解析，“电机（俗称：马达）是指依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置。在电路中用字母M表示，最大的作用是用来产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。”电机因具备很高的效率、以及良好的操作性，目前大范围的应用于汽车、工业设施、医疗器械、家用电器（如空调冰箱）、电动自行摩托车等各种现实应用场景。可以说电机的使用在我们生活中无处不在。按照电机电源的种类、转动原理，我们大家可以把电机分为以下两大类： DC电机和AC电机
DC电机（直流电机）照着结构及工作原理，可大致分为有刷DC电机和无刷DC电机。根据电机内部感应电动势波形，电机又可大致分为无刷直流电机（BLDC）和永磁同步电机（PMSM）。有刷电机是传统产品，在性能上较为稳定，缺点是换向器和电刷接触，常规使用的寿命很短需要定期维护及更新。相比之下，无刷DC电机由电机主体和驱动器组成，以自控式方式运行，无论是电机常规使用的寿命、还是性能效率方面，都比有刷电机要好。从电流驱动角度来看，无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。通常，以方波驱动的电机称为无刷直流电机（BLDC），正弦波驱动的电机则为永磁同步电机（PMSM）。无刷直流电机，跟永磁同步电机，基本结构相似，主要不同之处在于控制器电流的驱动方法不一样。无刷直流电机（BLDC）是如何运行的？BLDC电机中的“BL”意为“无刷”，就是DC电机（有刷电机）中的“电刷”没有了。电刷在DC电机（有刷电机）里扮演的角色是通过换向器向转子里的线圈通电。那么没有电刷的BLDC电机是如何向转子里的线圈通电的呢？原来BLDC电动机电机采用永磁体来做转子，转子里是没有线圈的。由于转子里没有线圈，所以不需要用于通电的换向器和电刷。取而代之的是作为定子的线圈。
上面是BLDC电机的运转示意图。BLDC电机的运转示意图。BLDC电机将永磁体作为转子。由于无需向转子通电，因此不需要电刷和换向器。从外部对通向线圈的电来控制。DC电机（有刷电机）中被固定的永磁体所制造出的磁场是不会动的，经过控制线圈（转子）在其内部产生的磁场来旋转。要通过改变电压来改变旋转数。BLDC电机的转子是永磁体，通过改变周围的线圈所产生的磁场的方向使转子旋转。经过控制通向线圈的电流方向和大小来控制转子的旋转。为何需要学习无刷直流（BLDC）控制？直流电机都可以设计成有刷、或者是无刷电机，但无刷直流电机（BLDC）通常是大多数应用的首选。不像同步电机那样，无刷电机不需要另外加载启动绕组，同时也不可能会出现负载突变时产生振荡和失步。BLDC使用电子换向器替代碳刷，更可靠、更安静，运行效率更加高，使用功耗也会随之减少，产品寿命也会更长，从经常使用性价比来讲，选择无刷直流（BLDC）使用都是不二的选择。除此之外，无刷直流电机还有以下诸多好处：1. 外特性好，能够在低速下输出大转矩，使得它能够给大家提供大的起动转矩；2. 速度范围宽，任何速度下都可以全功率运行；3. 效率高、过载能力强，使得它在拖动系统中有出色的表现；4. 再生制动效果好，由于它的转子是永磁材料，制动时电机能进入发电机状态；5. 体积小，功率密度高；6. 无机械换向器，采用全封闭式结构，可以有效的预防尘土进入电机内部，可靠性高；7. 相比异步电机的驱动控制简单。无刷直流（BLDC）是怎么来控制的？无刷直流电机的驱动方式，按照不同类别可分为多种驱动方式，主要有以下几种：1. 按驱动波形：方波驱动，这种驱动方式实现方便，易于实现电机无位置传感器控制；2. 正弦驱动：这种驱动方式能改善电机运行效果，使输出力矩均匀，但实现过程相对复杂。同时，这种方法又有 SPWM 和 SVPWM（空间矢量 PWM）两种方式，SVPWM的效果好于 SPWM。常见的BLDC无刷直流电机，由于采用非正弦分布的定子绕组反电动势为梯形，产生电流也是梯形，所有会出现矩形脉动，进而会导致低速振荡，由此产生音频噪音。采用正弦波的BLDC控制方式（即为：永磁同步电机）使用正弦电流驱动，减少转矩脉动，很适合低转矩或者安静环境下的使用场合。所以BLDC也能够最终靠PMSM正弦矢量控制方式运行。目前，我们所看到的BLDC，大多数控制方式比较统一，主要以6个MOSFET搭配成全桥电路，并以控制电路、驱动电路组合。硬件方面概况起来，主要包含以下几个版块：全桥驱动电路、霍尔反馈电路、电流采样电路等。软件实现上，能够正常的使用方波、或者正弦波（PMSM）方式控制。
如何学习无刷直流电机（BLDC）?学习电机马达驱动是一个很大的范畴。在学习前，你必须熟悉一定的模数、数模混合电路基础，学会基本电机原理知识、基础算法，控制器的软件实现，在学习电机控制调节（电调）部分，重点核心是学习电流环、速度环流程设计，涉及到具体PID调节器使用，还要掌握PID算法。设计电机调速，经常会学到就是传感器算法控制，目前用得比较多的是无传感器设计。上述这些都要懂，电机控制是嵌入式比较难的一个行业， 若能够深入透彻理解电机，掌握好还是会非常吃香的。由于篇幅有限的关系，下面再列举部分学习电机要掌握的知识、技能点，供各位参考学习： 1.无刷直流马达（BLDC）工作原理 这个我就不细说了，毕竟每门技能入门，最不能缺少的就是理论基础概念的理解了。 2.学习有霍尔位置传感器 和无霍尔位置传感器的BLDC区别①目前有位置传感器用的比较多，由于它能够准确采样转子的旋转位置，所以更能稳定可靠运行，控制方式相对来说也简单些。因此，在很多项目中得到大量使用。应用领域：很适合大负载和静止启动的情况。比如，电动车、电瓶车、电动汽车、高铁等中均得到大量而广泛的应用。当然，毕竟马达上多个sensor ，在马达制作流程与工艺方面增加了复杂度，增加了成本。同时，霍尔也存在一定几率的老化不良等问题，对电机的整个寿命产生一定的影响。②由于有位置马达存在上述的弊端，无位置由于没sensor工艺简单，同时更安全可靠，所以在很多场合也得到比较多的应用。在一些复杂恶劣的环境、轻负载的情况下应用，比如风机，空调压缩机，汽车的冷却风扇等。但是，由于位置是根据马达的反电动势计算得来的，因此具有不可靠性。而且在马达静止情况下，由于不存在反电动势，因此转子的位置更加难以确定。所以，不适合马达在静止条件下使用。③综上所诉，有位置的马达的驱动器最简单，马达相对复杂，可静止启动。无位置控制的马达优点是马达简单控制器复杂，适合轻负载，非零转速启动或者在马达又一定转速下启动。最后，就是在此基础上，学会霍尔位置传感器部分设计。3.电机（马达）控制基础部分①电机的转子、定子采样设计部分：如何整合、外转子和内转子工作原理、特性，怎么来实现设计；②方波和正弦波的理解。结合实际或项目应用来选择，目前方波马达技术较为成熟，正弦波控制方式很复杂，但未来空间更大，主要使用在在高性能电机。③电压、转速及扭矩、功率之间关系。学会各种电机参数概念、计算公式及相互之间的关系。如电压与转速的关系、及马达的电流与转速，效率之间的关系，和如何调速等等。4.BLDC怎么来实现电压调速 以三相bldc方波有位置传感器马达为实例，我们以全硬件的方式来搭建驱动器电路。你要掌握以下这些要点：①三相桥电路的设计：mosfet的选型和设计；mosfet充放电电路的设计；②半桥驱动电路的选型和讲解；③自举充电电路的讲解：怎么来实现自举电容充电？④半桥驱动前级，复杂逻辑电路怎么来实现？分以下几个方面：Ø 如何用全硬件的方式实现马达正转？Ø 怎么来实现马达的停止？Ø 怎么来实现自取电容的充电？Ø 如何根据霍尔的逻辑信号来实现马达的换向？Ø 怎么来实现马达的调速？5. 电机调试部分。熟悉霍尔电路、数字电路、半桥电路、充电电路、桥式电路、马达整机等具体调试方法、步骤。
一、LED 驱动器的主要类别 （一）直流驱动器 根据其不同的作用和用途，又可大致分为三种。 （1）直流降压型驱动器。其基础原理是用开关器件配合电抗性器件对外界电源降压限流以后再驱动发光管工作。串联降压型驱动器结构相对比较简单，变换效率比较高。这种驱动器的主要缺点是一旦主开关器件损坏，大电流会直接通过发光管使发光管烧毁。显而易见，这种方案当供电电压低于负载管压降时不可以使用。 （2）直流升压型驱动器。它的基础原理是用开关器件配合电抗性器件储能升压限流的方式工作的。升压驱动器的变换效率也比较高。其较为显着的优点是自身发生故障时不会损坏发光管。升压型驱动器只能用在负载管压降始终高于电源电压的情况。在负载管压降低于电源电压
恒流驱动电路设计：基于PT4115的LED驱动电路如图1所示，电路可采用Atmega8单片机作控制器，设置两个输入接口，电路的输入电压可以是直流也可以是交流，采用PWM信号加至PT4115的DIM端实现LED调光，设调光按钮。 图1 基于PT4115的LED驱动电路图 降低电路功耗的改进方案 欲减小电路反馈电阻的功耗，最直接的方法就是降低反馈电阻的阻值，在电流相同的情况下，根据电阻功耗公式可知：电阻阻值能降低多少比例，功耗亦能降低多少比例。但是，反馈电阻的阻值减小意味着反馈的电压值不足，电路将无法工作，因此就需要设计一个放大电路，在减小反馈电阻阻值的同时，保证反馈的电压大小不变。本文设计的放大电路为差分
电路设计图 /
安森美半导体身为应用于高能效电子科技类产品的首要高性能硅方案供应商，针对各种LED应用提供宽范围的LED驱动器方案，其中就包括用于可寻址标志和建筑物装饰照明两类常见应用的系列线性驱动器(详见下表)。这些驱动器能够精确地稳定LED电流，并包含可编程接口，利于软件控制。本文将以CAT4008、CAT4103和CAT9552为例，分别阐述其基本功能和基本工作原理，便于工程师的选型设计。 表1：安森美半导体应用于标志及建筑物装饰照明的系列智能LED控制/驱动器。 针对LED广告牌等应用的恒流汲入型LED驱动器 诸如广告牌标志、滚动横幅、智能车辆标志和体育计分板等LED应用需要采用多颗LED，通常包含多串LE
方案要求 /
在争夺数字家庭的Gbps无线链路的竞赛中，一些超宽带支持者正奋力拼搏，而Wi-Fi的支持者则加快步伐。 一个IEEE 802.11研究小组正着手明年发起一项标准努力，为Wi-Fi挺进3-5Gbps数据率铺平道路。与此同时，一份独立的测试商报告说，有两款正在付运的UWB产品在15英尺的范围内，吞吐量仅仅为20Mbps。“我们得知其吞吐量相当让人失望，”从事无线测试的一位行业专家Fanny Mlinarsky说，“在最大50Mbps以上什么都没有，平均速率为20Mbps。人们以前都以为这是短距离千兆比特网呢！” 在UWB供应商Pulse~Link Technologies的赞助下，Mlinarsky的实验室Octoscope正在对
最新 32 位 Hercules RM4x 安全微控制器、 TPS65381-Q1 电源、 软件与文档 可帮助设计人员更轻松地达到IEC 61508 SIL-3 安全标准 日前，德州仪器(TI) 推出面向医疗、工业和能源电机控制等安全关键型应用的新型SafeTI™ 设计软件包。这些设计软件包包含了15 款新型Hercules RM4x ARM Cortex-R4 安全微控制器 和TI 的配套TPS65381-Q1多轨电源(PMIC)。Hercules RM4x 微控制器和PMIC“安全芯片组”可最大限度地提升故障检测与缓解能力，同时实现软件开销的最小化。微控制器和PMIC 随附于SafeTI-61508设计
一、无刷电机驱动模块 1、基本介绍 高速无刷电机现在被大范围的应用在小型无人四旋翼飞机、电动工具、电动车平台中。下面是由北京科宇发送过来的一个 三项无刷电机驱动模块。 ▲ 图1.1 拆开后的三相无刷电机驱动板 在模块的背面，由六个功率MOS管组成的三项MOS桥电路组成。电路的证明则是由单片机 NUVOTON(新塘) 科技MS51FB9AE控制器简介 组成核心，然后形成三相桥电路的驱动电路。 ▲ 图1.2 驱动模块正面控制器部分的电路 2、外部接口 电机驱动模块外部具有三组接口： 外部接口： 电机接口： 是由三条电机接口电线组成 电源：是由 红-黑电源线构成 控制端口：使用三根类似于舵机控制线组成。
器 XXD2212 电调 /
由于无刷直流电动机既具备交流电动机的结构相对比较简单、运行可靠、维护方便等系列优点，又具有结构相对比较简单、体积小、重量轻、效率高、启动扭矩大、惯量小和响应快等其他种类直流电机不能够比拟的优点，故大范围的应用于宇航、军事、石油装备及工业和民用领域。这里给出了基于飞思卡尔MC9S12D64单片机的无刷直流电动机控制管理系统设计方案。 1 无刷直流电动机控制原理 无刷直流电动机系统由电动机、转子位置传感器、电子开关线部分组成。其工作原理图如图1所示。 直流电源通过驱动和开关电路向电动机的定子绕组供电，提供励磁电流，位置传感器随时检测到转子位置，并根据转子的位置信号控制开关管的导通和截止，从而实现电子换向。随着电动机转子永磁体的转
系统模块设计 /
摘要：根据室外机双永磁同步电机的无传感器矢量控制和数字功率因数校正控制的要求，提出母线电压、电机定子电流、功率因数校正电流的采样策略和如何在单个MCU上实现控制的方法。针对总系统控制的要求对MCU的PWM、ADC控制外设进行了优化设计，定制了一款采用通用控制处理单元加专用控制加速器的双核MCU。 关键词：数字功率因数校正；永磁同步电机；无速度传感器；双核MCU 引言 随着《房间空气调节器能效限定值及能效等级》强制性国家标准的正式实施，对变频空调整体性能的要求慢慢的升高，低成本、低噪声、高性能已成为变频空调的发展的新趋势。而作为变频空调核心部件的压缩机及其室外控制器是提升整机性能的关键。由于永磁同步电动机具有体积小、重量轻、损耗
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