無(wú)刷直流（BLDC）電機正迅速成為應用高可靠性、高效率和高功率體積比的自然選擇。這些電機提供寬的速度范圍內提供大量的扭矩，并具有類(lèi)似的扭矩和速度性能曲線(xiàn)（盡管刷電機可以提供更大的靜態(tài)扭矩）。

BLDC電機具有顯著(zhù)的可靠性，因為它消除了傳統直流電機換向時(shí)使用的刷子。刷子磨損降低了電機的性能，最終必須更換。相反，當它在額定參數范圍內運行時(shí)，BLDC電機的預期壽命可超過(guò)1萬(wàn)小時(shí)或更長(cháng)。與傳統設備相比，這種使用壽命和后續維護和備件成本的降低可以抵消電機的高初始成本。

BLDC電機正在進(jìn)入最具成本意識的應用領(lǐng)域。例如，在汽車(chē)領(lǐng)域，BLDC電機的使用正在飆升。汽車(chē)制造商特別被電機在機械工作中轉換電能的效率所吸引，這有助于減少對車(chē)輛電力系統的需求（圖1）。根據分析師IMS到2018年，6億只研究BLDC電機將用于內燃機驅動(dòng)的輕型車(chē)輛，

BLDC這種對電機的興趣促使芯片供應商為該單元的電子控制系統開(kāi)發(fā)定制的單片芯片。本文將詳細介紹BLDC電機控制芯片 - 用于驅動(dòng)逆變橋的設備，最終激活電機線(xiàn)圈，控制速度和方向。

減少霍爾傳感器故障

FCM8201關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步是可以選擇脈沖寬度調制（PWM）有兩種模式PWM可選模式：正弦波模式和方波模式。方波模式包括PWM-PWM和PWM-ON提高電機驅動(dòng)效率的技術(shù)。

Fairchild該設備還內置了霍爾信號調節電路，可以為每個(gè)傳感器輸入3到36μs抖動(dòng)時(shí)間。當霍爾傳感器信號轉換緩慢時(shí)，該電路減少了毛刺 - 以及隨后的錯誤。

FCM8201沒(méi)有外部微控制器，可（MCU）在獨立配置中使用，或者如果設計師想添加比標準設備更多的電機控制功能，外部可以通過(guò)串行外部接口連接MCU（ SPI）接口。圖2顯示了FCM8201典型的獨立應用電路。只需幾個(gè)外圍元件即可完成BLDC電機控制電路。

無(wú)傳感器控制采用電機磁通

無(wú)傳感器BLDC電機取消霍爾傳感器，而是根據電機旋轉時(shí)產(chǎn)生的反電勢的大小來(lái)估計線(xiàn)圈的位置，并確定正確的換向順序。

無(wú)傳感器控制是一種流行的技術(shù)，因為它簡(jiǎn)化了電機的機械設計，但缺點(diǎn)是電機靜止時(shí)不會(huì )產(chǎn)生反電勢，而電機低速運行時(shí)很少。這使得控制器很難確定線(xiàn)圈的位置。

針對低成本BLDC安裝，德州儀器（TI）推出了InstaSPIN-BLDC解決這個(gè)問(wèn)題的電機控制技術(shù)。該公司表示，InstaSPIN-BLDC它是一種無(wú)傳感器控制技術(shù)，在50多種不同電機類(lèi)型的現場(chǎng)測試中，每臺電機可以在不到20秒的時(shí)間內啟動(dòng)和運行。簡(jiǎn)而言之，TI將InstaSPIN-BLDC描述為三相BLDC在電機上執行無(wú)傳感器轉向軟件方法。據該公司稱(chēng)，其優(yōu)點(diǎn)包括電機調試非�？�，即使在低速時(shí)也能實(shí)現強大的控制，以及超過(guò)速度干擾的卓越能力。

其他基于反電動(dòng)勢過(guò)零時(shí)序的無(wú)傳感器BLDC不同的控制技術(shù)，InstaSPIN-BLDC監控電機的磁通量，以確定何時(shí)更換電機。自由圖用戶(hù)界面（GUI）在圖3的幫助下，用戶(hù)在圖紙窗口中確定通量信號，并設置通量閾值滑塊，以指定電機應更換的通量水平。TI通過(guò)觀(guān)察表示GUI上顯示的相電壓和電流波形驗證了最佳換向。

低傳感器不同于磁通信號BLDC低速電機產(chǎn)生的低反電動(dòng)勢信號導致信噪比差（SNR）性能。公司聲稱(chēng)InstaSPIN-BLDC即使在重負載下，也能在低速下實(shí)現更穩定的操作，提供更可靠的電機啟動(dòng)。

靈活的設計

一些制造商提供沒(méi)有集成處理器的驅動(dòng)芯片，以熟悉特定的MCU設計人員使用該設備監督電路�；蛘�，與上述相關(guān)Fairchild芯片是一樣的，一些供應商允許設計師添加更強大的外部MCU覆蓋內部處理器。

傳感器和無(wú)傳感器BLDC電機的優(yōu)點(diǎn)是越來(lái)越多地應用于傳統電機主導的應用。雖然比后者貴，但這種早期成本可以抵消較低的維護成本和BLDC電機壽命長(cháng)。

希望使用這些輕、緊湊、功能強大的電機的設計師會(huì )發(fā)現，通過(guò)引入主要芯片供應商的芯片和設計工具，控制系統設計變得更加容易。設計師在設計中有更多的靈活性，從而增加區分最終產(chǎn)品和競爭對手的機會(huì )。