BLDC基础知识复习【四】

32位四合一电调MK1.1 - 立创开源硬件平台 (oshwhub.com)

无刷电机常见霍尔种类：

第一种：正点原子为代表的大功率无刷电机五线霍尔：

第二种：也是DIY用的最多的无刷电机，一般用AS5600或者其他的成品的霍尔，输出多是IIC或者是SPI

这种看来看去发现通常用于小型电机，开发起来是最简单的：

第三种：啥资料没有，多为进口的小电机无感控制能转有感几乎别想：

反电动势检测电路

  电子调速器的反电动势检测电路主要由分压电路与过零比较电路构成。

无刷直流电机通过电子控制器来顺序激励定子上的绕组，产生旋转磁场。之后，产生的旋转磁场与转子上的永磁体相互作用，从而产生电磁转矩，驱动转子旋转。电子控制器必须准确知道转子的实时位置，因为我们只有知道了转子到达了预定位置之后才能进行换相，这样电机才能顺滑的运转。转子位置检测常用的有三种方式：

(1)基于电压的过零比较，通过比较三相电压与电机中性点电压来检测转子位置。优点在于连接线少，硬件电路简化。缺点是启动时需要开环控制，这可能导致低速时控制性能不佳，且硬件电路相对复杂。

(2)通过安装霍尔检测转子位置，通过在电机上安装三个间隔120度的霍尔传感器，利用磁场的变化来检测转子的位置。霍尔传感器能够提供关于转子磁极位置的精确信息，从而实现准确的换相控制。这种方式的优点是电路结构简单，但会增加电机成本。

(3)加装磁编码器，直接检测转子的确切位置信息。这种方法成本较高，通常用于要求高精度位置反馈的场合。

在进行详尽的比较分析后，本设计决定采用基于电压的过零比较方式来检测转子位置，因为无人机通常不需要低速运行，从而避免了过零比较在低速时控制效果不佳的问题。此外，采用无传感器控制策略的无刷电机驱动系统，简化了系统的硬件架构，减少了电机与驱动器之间的连线数量，从而降低了整体的系统复杂性。此外，由于减少了外部组件的使用，系统的成本以及稳定性也得到了有效的控制。分压电路的目的是缩减电机绕组产生的反电动势至微控制器能够处理的电压范围，从而为无刷电机的控制提供必要的电压参考。过零比较电路的目的是通过捕捉无刷电机在运转过程中，当反电动势从负逐渐上涨超过电机中性点电压的时候，或者当反电动势从正逐渐下降低于电机中性点电压的时候就捕获到一个过零信号。以此作为转子位置的反馈。这一反馈使得电机的电子控制单元能够精准地识别出电流换相的最佳时机，从而实现电机的平滑运行和高效能转换，确保了动力输出的连续性和稳定性。反电动势检测电路原理图，如图所示。

三相逆变桥电路

  三相逆变桥电路由六个MOSFET组成，分为上桥臂和下桥臂，每臂各有三个开关器件，控制三相电流的通断。其中MOSFET的栅极下拉电阻起着至关重要的作用。当MOSFET的驱动信号被撤销时，下拉电阻提供了一条放电路径，使栅极电容能够快速放电。这一过程确保了MOSFET可以迅速且准确地关闭，避免了因驱动信号撤销不及时而导致的能源浪费和潜在热损害。同时，下拉电阻的存在确保了在没有驱动信号的情况下，MOSFET保持在一个低电位的稳定关闭状态，有效防止了因外部干扰或内部噪声引起的误动作。在选择MOSFET时考虑到MOSFET的漏极-源极电压必须高于电调输入电压以及电机反电动势产生的电压尖峰，连续漏极电流应能够承受电路中的最大电流。此外，还需要考虑到MOSFET的导通电阻，这是MOSFET导通时的等效电阻，它会在电流通过时产生热量，选择低导通电阻的MOSFET有助于减少功率损耗和提高效率。综合考虑上述三点，本设计选择NTMFS5C410NL ，该MOSFET的相关参数如下：Vds为40V。在100°C环境温度下，最大连续漏极电流为230A。在10V的栅极-源极电压下，导通电阻的最小值和典型值分别为0.65 mΩ和0.82 mΩ。三相逆变桥电路原理图，如图所示。

下图的下管子应该加上下拉电阻：

 这个芯片有点逆天，这么便宜而且把三相半桥的驱动都集成在了一起：

正点原子的核心板：

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