無傳感器BLDC控製依靠BLDC電機的特性來計算轉子位置，並在此位置使電機在適當的時間換向。為了解釋其工作原理，我們回頭看一下BLDC 電機本身以及基本的傳感器控製。

 

從根本上講，BLDC電機使用勵磁線圈(稱為定子)在轉子(或軸)上產生平行於線圈軸線的磁場，使轉子旋轉並產生轉矩。在三相BLDC電機中，定子中的三個線圈(或相)連(lian)續(xu)導(dao)通(tong)和(he)關(guan)斷(duan)使(shi)轉(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)並(bing)產(chan)生(sheng)轉(zhuan)矩(ju)。為(wei)使(shi)轉(zhuan)子(zi)保(bao)持(chi)旋(xuan)轉(zhuan)，必(bi)須(xu)在(zai)轉(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)到(dao)相(xiang)應(ying)位(wei)置(zhi)前(qian)導(dao)通(tong)和(he)關(guan)斷(duan)相(xiang)關(guan)相(xiang)。為(wei)了(le)使(shi)轉(zhuan)子(zi)平(ping)穩(wen)旋(xuan)轉(zhuan)

，構(gou)成(cheng)電(dian)機(ji)的(de)每(mei)個(ge)繞(rao)組(zu)或(huo)相(xiang)都(dou)可(ke)由(you)多(duo)組(zu)線(xian)圈(quan)組(zu)成(cheng)。每(mei)相(xiang)都(dou)必(bi)須(xu)按(an)特(te)定(ding)順(shun)序(xu)導(dao)通(tong)和(he)關(guan)斷(duan)才(cai)能(neng)使(shi)轉(zhuan)子(zi)旋(xuan)轉(zhuan)。轉(zhuan)子(zi)的(de)位(wei)置(zhi)決(jue)定(ding)了(le)哪(na)相(xiang)需(xu)要(yao)導(dao)通(tong)或(huo)關(guan)斷(duan)。因(yin)此(ci)

，了(le)解(jie)轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)對(dui)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)運(yun)行(xing)至(zhi)關(guan)重(zhong)要(yao)，為(wei)了(le)使(shi)BLDC電dian機ji工gong作zuo，控kong製zhi器qi必bi須xu主zhu動dong導dao通tong或huo關guan斷duan這zhe些xie相xiang。控kong製zhi器qi必bi須xu將jiang定ding子zi內nei的de磁ci場chang保bao持chi在zai轉zhuan子zi之zhi前qian，以yi保bao持chi轉zhuan子zi旋xuan轉zhuan。獲huo取qu轉zhuan子zi位wei置zhi的de最zui簡jian單dan方fang法fa是shi使shi用yong霍huo爾er效xiao應ying傳chuan感gan器qi
，它ta們men可ke生sheng成cheng脈mai衝chong將jiang轉zhuan子zi位wei置zhi通tong知zhi給gei控kong製zhi器qi。了le解jie轉zhuan子zi位wei置zhi後hou，基ji本benBLDC控製器隻需查找三個相的哪種模式對應於轉子位置，並將這些相切換到相應模式。

 

依(yi)靠(kao)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)運(yun)行(xing)實(shi)現(xian)起(qi)來(lai)非(fei)常(chang)容(rong)易(yi)，但(dan)除(chu)去(qu)傳(chuan)感(gan)器(qi)可(ke)降(jiang)低(di)係(xi)統(tong)成(cheng)本(ben)並(bing)提(ti)高(gao)可(ke)靠(kao)性(xing)。為(wei)了(le)理(li)解(jie)無(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)算(suan)法(fa)如(ru)何(he)計(ji)算(suan)轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)，我(wo)們(men)進(jin)一(yi)步(bu)了(le)解(jie)一(yi)下(xia)BLDC電機的三個相。

 

在“梯形”控製中
，在任何時刻都是一相被拉為高電平(+VBUS)
，一相被拉為低電平(-VBUS)
，第三相不活動。由於每相的波形都像梯形  

，“梯形”控製因此而得名。當轉子經過某相時，轉子上的永磁在該相感應出電流
，進而產生稱為反電動勢(EMF)的電壓。反電動勢取決於每相繞組的匝數、轉子的角速度以及轉子永磁場的強度。每相的反電動勢波形與轉子位置相關
，因此反電動勢可用於確定轉子位置。

 

有(you)許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)方(fang)法(fa)使(shi)用(yong)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)確(que)定(ding)轉(zhuan)子(zi)位(wei)置(zhi)，其(qi)中(zhong)最(zui)常(chang)見(jian)和(he)最(zui)可(ke)靠(kao)的(de)一(yi)種(zhong)是(shi)過(guo)零(ling)檢(jian)測(ce)。當(dang)其(qi)中(zhong)一(yi)個(ge)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)信(xin)號(hao)轉(zhuan)換(huan)並(bing)過(guo)零(ling)點(dian)時(shi)，控(kong)製(zhi)器(qi)需(xu)要(yao)切(qie)換(huan)相(xiang)的(de)模(mo)式(shi)。此(ci)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為(wei)換(huan)向(xiang)。為(wei)使(shi)轉(zhuan)子(zi)保(bao)持(chi)向(xiang)前(qian)轉(zhuan)動(dong)，在(zai)發(fa)生(sheng)過(guo)零(ling)和(he)換(huan)向(xiang)之(zhi)間(jian)的(de)時(shi)間(jian)內(nei)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)相(xiang)移(yi)
，電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)器(qi)必(bi)須(xu)計(ji)算(suan)和(he)補(bu)償(chang)該(gai)相(xiang)移(yi)。一(yi)種(zhong)實(shi)現(xian)過(guo)零(ling)的(de)簡(jian)單(dan)方(fang)法(fa)是(shi)
，假(jia)設(she)每(mei)當(dang)任(ren)一(yi)相(xiang)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)達(da)到(dao)VBUS/2時就會發生過零事件。

 

利用幾個配置為比較器的運放，可輕鬆實現該方法。但是，該方法中存在幾個問題。首先，反電動勢通常小於VBUS，因此過零事件不一定發生在 VBUS/2。ciwai
，meixiangdetexingkenengbutong，yinciyigexiangdeguolingfandiandongshidianyakenengyuqitaxiangdeguolingfandiandongshidianyabutong。zuihou，zhegeguoyujiandandejiancefangfahuidaozhijiancedefandiandongshixinhaochuxianzhengfuxiangyi。

 

在(zai)實(shi)際(ji)電(dian)機(ji)中(zhong)，過(guo)零(ling)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)很(hen)大(da)。幸(xing)運(yun)的(de)是(shi)
，這(zhe)個(ge)變(bian)化(hua)的(de)閾(yu)值(zhi)電(dian)壓(ya)等(deng)於(yu)電(dian)機(ji)中(zhong)性(xing)點(dian)電(dian)壓(ya)
，因(yin)為(wei)電(dian)機(ji)中(zhong)性(xing)點(dian)是(shi)全(quan)部(bu)三(san)相(xiang)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi)。因(yin)此(ci)，隻(zhi)要(yao)任(ren)一(yi)相(xiang)的(de)反(fan)電(dian)動(dong)勢(shi)等(deng)於(yu)電(dian)機(ji)的(de)中(zhong)性(xing)點(dian)，就(jiu)會(hui)發(fa)生(sheng)過(guo)零(ling)事(shi)件(jian)且(qie)控(kong)製(zhi)器(qi)需(xu)要(yao)換(huan)向(xiang)。這(zhe)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)和(he)運(yun)放(fang)完(wan)成(cheng)，或(huo)者(zhe)使(shi)用(yong)控(kong)製(zhi)器(qi)自(zi)身(shen)的(de)ADC模塊和軟件實現。利用可編程控製器(如dsPIC係列DSC)
，每相的反電動勢都可以使用ADCmokuaicaiyang
，bingqieliyongsangefandiandongshixinhaodepingjunzhikeqingsongshiyongruanjianzhongjianzhongxingdian。suihou，ruanjiankejianggaizhiyujiancedaodesanxiangdefandiandongshijinxingbijiao，bingjianceguolingshijianheshifasheng。fashengguolingshijianhou，kongzhiqishidianjihuanxiang

，ranhouzhenggeguochengzhongfuzhixing。yinci，tongguoshiyongdianjidefandiandongshihejianceguoling，kecongxitongzhongchuquchuanganqi，tongshibaochixiangtongdexingnengshuiping。

 

zaishijixitongzhong
，wuchuanganqiyunxingfangshihaihuiyudaoqitakunnan。shouxian，zaidisuyunxingshi，fandiandongshifeichangxiao
，hennanjiancedao。yinci，zaidianjikaishikuaisuxuanzhuan，kuaidaochanshengzugoudadefandiandongshiyizaiwuchuanganqimoshixiayunxingqian，kongzhiqibixucaicezhuanziweizhi。keruanjianbianchengdekongzhiqishixitongqidongfangshikegenjutedingyingyongjinxingtiaozheng，congerjianshaociwentideyingxiang。

 

另一個問題是MOSFET的開關噪聲。由於MOSFET通過開關操作來更改每相的電壓，這會將噪聲引入到由控製器ADC模塊檢測的反電動勢中。需要過濾掉這種噪聲
，以精確重建每相的反電動勢。DSC的處理器內建DSPyinqing
，keqingsongchulishixianshuzilvbohexiaochukaiguanzaoshengsuoxudejisuan。qitatiaozhanlaizitedingshejidetexing。danshi，shiyongkeruanjianbianchengdekongzhiqitongchanghuishizhexietiaozhangengrongyijiejue，jiuxiangbenwentijidelianggewentidejiejuefanganyiyang。

通過示例進行研究和實驗使得學習新技術更為容易。專為無傳感器BLDC控kong製zhi定ding製zhi的de開kai發fa工gong具ju大da大da簡jian化hua了le學xue習xi過guo程cheng並bing加jia快kuai了le產chan品pin開kai發fa。過guo去qu
，利li用yong開kai發fa工gong具ju學xue習xi需xu要yao付fu出chu昂ang貴gui的de金jin錢qian和he時shi間jian成cheng本ben。市shi場chang上shang的de新xin工gong具ju正zheng在zai改gai變bian這zhe一yi局ju麵mian。

 

總之，隨著電子電機市場的持續增長，對BLDC電機係統的需求也將增長，且成本壓力將上升，基於DSC的無傳感器技術正率先滿足這些新需求，解決成本挑戰。

相關閱讀：

TI無傳感器的Insta SPIN-FOC電機控製
無傳感器洗衣機電機驅動設計
無傳感器檢測的無刷直流電機控製