目錄

• 概述
• BLDC發(fā)展
• • 歷史
  • 現(xiàn)狀
  • 未來前景
• 工作原理
• • BLDC結(jié)構(gòu)
  • 六步法
• 啟動方式
• • 轉(zhuǎn)子預(yù)定位
  • 轉(zhuǎn)子的同步加速
  • 切入轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)程序
• 反電動勢檢測法
• 硬件設(shè)計
• • 控制模塊最小系統(tǒng)
  • 三相逆變器電路及其驅(qū)動設(shè)計
  • 端電壓檢測電路設(shè)計
  • 電流采樣電路設(shè)計
• 回顧

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概述

無位置傳感器的無刷直流電機(jī)驅(qū)動設(shè)計是我的本科畢業(yè)論文課題，主要還是去查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，然后自己設(shè)計驅(qū)動，努力復(fù)現(xiàn)一下。

BLDC發(fā)展

歷史

無刷直流電機(jī)是從有刷直流電機(jī)的應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展而來的，它的英文是Brushless DC Motor。一般的，有刷直流電機(jī)的定子上裝有固定的磁極來產(chǎn)生固定磁場，還裝有電刷，用來與轉(zhuǎn)子的換向器接觸，其轉(zhuǎn)子上裝有電樞繞組和換向器。

在1917年，Boliger就提出過一種新的電機(jī)換向方法，就是改用整流管實現(xiàn)換相，這種方式去掉了電刷，提出了無刷直流電機(jī)的概念。但在當(dāng)時，沒有理想的電子元器件實現(xiàn)換相，因此無刷直流電機(jī)的發(fā)展僅僅停留在概念階段。1955年，美國的D. Harrison等人第一次申請了使用晶體管換向電路代替有刷直流電機(jī)機(jī)械電刷的專利，從此標(biāo)志著現(xiàn)代無刷電機(jī)的誕生。在1978年，德國的 的 公司正式推出了MAC無刷直流電機(jī)，這標(biāo)志著無刷直流電機(jī)進(jìn)入大規(guī)模商用階段。

無刷直流電機(jī)在一定程度上彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有刷直流電機(jī)的缺點(diǎn)，最顯著的一點(diǎn)就是無刷直流電機(jī)用傳感器與電子換向電路取代了有刷直流電機(jī)上的電刷和換相器。因此無刷直流電機(jī)不僅擁有傳統(tǒng)直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，在電機(jī)結(jié)構(gòu)、調(diào)速范圍、轉(zhuǎn)差性能、壽命與維護(hù)等方面也要優(yōu)于傳統(tǒng)直流電機(jī)。無刷直流電機(jī)的誕生與商用掀起了一場設(shè)備更新潮，它的各種優(yōu)點(diǎn)使其在目前工業(yè)領(lǐng)域內(nèi)成為重要的運(yùn)動部件，小到四旋翼無人機(jī)的電機(jī)、電動自行車的動力輪，大到醫(yī)療設(shè)備、航空航天設(shè)備等。當(dāng)然關(guān)于它的各種研究和改進(jìn)也在不斷進(jìn)行。

現(xiàn)狀

無刷直流電機(jī)取消了電刷和換向器，從而失去了機(jī)械的磁場換向機(jī)構(gòu)，磁場換向通過傳感器檢測轉(zhuǎn)子位置，利用轉(zhuǎn)子的位置信息來控制由開關(guān)電子器件構(gòu)成的換向電路來達(dá)到磁場換向的目的。在無刷直流電機(jī)發(fā)展伊始，工程師們使用模擬電路來檢測轉(zhuǎn)子位置和控制開關(guān)器件。隨著數(shù)字信號處理器、永磁材料和電力電子器件技術(shù)的飛速發(fā)展，無刷直流電機(jī)技術(shù)向數(shù)字化，智能化邁進(jìn)。

在現(xiàn)階段的無刷直流電機(jī)的設(shè)計中，一款優(yōu)秀的驅(qū)動器設(shè)計是十分重要的。驅(qū)動器需要正確檢測到轉(zhuǎn)子位置信息，而且需要可靠的控制算法來控制功率器件的開通和關(guān)斷，從而實現(xiàn)精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)的控制效果。

目前，無刷直流電機(jī)的主要控制方法有：PID控制、模糊控制、滑模變結(jié)構(gòu)控制、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制、基于鎖相環(huán)的控制等。PID控制中P是指比例，I是指積分，D是指微分。通過調(diào)整這三個參數(shù)，來實現(xiàn)在不同運(yùn)動狀態(tài)下生成不同的控制量，來控制對象來達(dá)到理想的運(yùn)動狀態(tài)。但是由于只有三個可調(diào)參數(shù)使得控制精度不夠，所以導(dǎo)致其在一些需要精密控制的領(lǐng)域不能發(fā)揮作用。模糊控制和滑模變結(jié)構(gòu)控制都是非線性的控制方式，模糊控制是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)的理論來對一些變量比較多的復(fù)雜系統(tǒng)來進(jìn)行控制，滑模變結(jié)構(gòu)控制是讓控制對象在不同的控制邏輯下來回切換，由于此時處于滑動運(yùn)動狀態(tài)，對未知干擾的敏感降低，使系統(tǒng)有比較好魯棒性。其余的控制方式各有特點(diǎn)，在特定領(lǐng)域能對無刷直流電機(jī)有良好的控制。

在位置檢測領(lǐng)域，一般就有位置傳感器檢測法和無位置傳感器檢測法。位置傳感器有電磁式的，可以安裝在定子組件上，來檢測轉(zhuǎn)子永磁體轉(zhuǎn)動，通過磁場的變化記錄轉(zhuǎn)子位置信息，也有光電式的，將光源和接收器安裝在定子組件上，轉(zhuǎn)子上安裝遮光板，當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，接收器產(chǎn)生的脈沖信號則是轉(zhuǎn)子位置信息。無位置傳感器檢測法有一種H. Lehuy等人提出的反電動勢檢測法，這種方法不需要在電機(jī)內(nèi)安裝位置傳感器，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。還有一些學(xué)者提出過續(xù)流二極管法和基于定子磁鏈估計法等無位置傳感器檢測法。

未來前景

首先，無位置傳感器的無刷直流電機(jī)相比較于普通的有傳感器（光電式、電磁式、霍爾式）的無刷直流電機(jī)，有以下的優(yōu)勢：
① 沒有傳感器占用空間，可以把電機(jī)做得更小，也因為沒有傳感器，結(jié)構(gòu)簡單，便于維護(hù)；
② 位置傳感器增加了電機(jī)系統(tǒng)得慣量，進(jìn)而影響了整個系統(tǒng)的響應(yīng)性能；
③ 位置傳感器中的信號傳輸一般來說頻率較高，容易受到外界干擾，不適宜在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下工作。
所以無位置傳感器的無刷直流電機(jī)更適合做成小型的，可以在強(qiáng)干擾環(huán)境下完成工作的特種電機(jī)。但是由于實現(xiàn)無位置傳感器需要使用到反電勢檢測法，但其在中、低速情況下性能不佳，所以這種電機(jī)最好制作成高速電機(jī)。
其次，無位置傳感器的無刷直流電機(jī)（BLDC）相比于無位置傳感器的永磁同步電機(jī)（PMSM）也有不少區(qū)別。

PMSM是使用正弦波調(diào)制，控制算法比較精細(xì)，適合中低速，大轉(zhuǎn)矩的精確控制，但由于高速之后的載波比降低會帶來的電流采樣以及離散化等等的一些問題，所以需要硬件成本較高。由于BLDC是方波調(diào)制，調(diào)制方式和之后的控制算法均比較簡單，雖然在中低速以及精確控制方面比不上PMSM，但比較適合高速旋轉(zhuǎn)、小功率小型化、低成本的電機(jī)需求情況。
綜上所述，無位置傳感器的無刷直流電機(jī)在未來會向高轉(zhuǎn)速、功率小的小型特種電機(jī)方向去發(fā)展。當(dāng)然，通過算法的不斷改進(jìn)和優(yōu)化，未來的BLDC也會有比較好的中低轉(zhuǎn)速性能和比較好的精確性。

工作原理

BLDC結(jié)構(gòu)

一般來說，有刷直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子是電樞，磁極則貼在定子上，提供恒定的磁場。無刷直流電機(jī)則與其不同，即轉(zhuǎn)子上貼有磁極，定子上安放電樞。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)，無刷直流電機(jī)一般分為內(nèi)轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)和外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)。本文使用的是一款外轉(zhuǎn)子無刷電機(jī)。

逆變器功率模塊可以采用全橋式也可以采用半橋式。雖然半橋式結(jié)構(gòu)比較簡單，但是會產(chǎn)生比較大的波動，擾亂原本的控制邏輯，故本文采用全橋式逆變電路。對于三相全橋逆變電路來說，一般有二二導(dǎo)通的控制方式和三三導(dǎo)通的控制方式。在本文中采用的是二二導(dǎo)通的控制方式。

無刷直流電機(jī)的工作原理從本質(zhì)來說還是依靠電樞磁場與永磁體產(chǎn)生的固定磁場之間互相作用產(chǎn)生的電磁力，來生成電磁轉(zhuǎn)矩，來驅(qū)動無刷直流電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。其中，電機(jī)的定子繞組為三相星形，本文驅(qū)動的是一款4對極的外轉(zhuǎn)子的無刷直流電機(jī)，外轉(zhuǎn)子上共有8塊永磁體貼片。

六步法

六步法中的三相電機(jī)每次只有兩組繞組有電流通過，產(chǎn)生磁場。為了讓電機(jī)旋轉(zhuǎn)，一般按照Q1Q2—Q2Q3—Q3Q4—Q4Q5—Q5Q6—Q6Q1的順序依次導(dǎo)通功率開關(guān)管。

如圖2-4，此為無刷直流電機(jī)在狀態(tài)①時轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)始末位置的示意圖。當(dāng)Q1和Q2導(dǎo)通時，電流從Q1流入A相，又由于X、Y、Z為星型連接的中性點(diǎn)O，B相所屬的上下管Q3和Q6均為關(guān)閉狀態(tài)，所以電流只能由X流入Z進(jìn)入C相，再由C流出，經(jīng)Q2入地。此時由A相和C相合成的總磁場相當(dāng)于一塊N極在Y處，S極在B處的磁鐵，在圖中央的永磁轉(zhuǎn)子會受到其的斥力，從圖（a）處順時針旋轉(zhuǎn)60度到達(dá)圖（b）所示的位置，在這時，開關(guān)管就需要進(jìn)入下一個狀態(tài)，Q2Q3導(dǎo)通。

由Q1Q2導(dǎo)通變到Q2Q3導(dǎo)通，其實就是讓電流從B處流入B相，再由Y處流入C相，而不再是讓A相通電。這時，相較于狀態(tài)①，在狀態(tài)②時線圈產(chǎn)生的磁場順時針旋轉(zhuǎn)了60°，這樣就會產(chǎn)生如狀態(tài)①初始位置時一樣大的電磁轉(zhuǎn)矩，促使永磁轉(zhuǎn)子繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。如圖2-5，轉(zhuǎn)子就會從圖（a）處順時針旋轉(zhuǎn)60°到圖（b）處，與狀態(tài)①的結(jié)束時刻一樣，這時需要改變開關(guān)管的通斷，由Q2Q3導(dǎo)通變?yōu)镼3Q4導(dǎo)通。

之后的轉(zhuǎn)子就按照這樣的邏輯一步一步地每次60°地旋轉(zhuǎn)，直到回到狀態(tài)①，就繼續(xù)循環(huán)，這樣電機(jī)就會一直旋轉(zhuǎn)下去。如圖2-6，其所示的是每個狀態(tài)結(jié)束時的轉(zhuǎn)子位置，其中圖（d）是狀態(tài)⑥的結(jié)束位置，它與圖2-4（a）所示位置相同，即開關(guān)管狀態(tài)可進(jìn)入下一輪循環(huán)。如果想讓永磁轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，則只需要把狀態(tài)反序，即將開關(guān)管按狀態(tài)①_⑥⑤……②~①的順序通斷。

啟動方式

因為隨著電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，其反電動勢的幅值則會越高。但是當(dāng)電機(jī)在啟動和低速狀態(tài)時，其反電動勢比較小，導(dǎo)致檢測裝置檢測不到信號，或者是準(zhǔn)確度差、不穩(wěn)定。所以在電機(jī)的啟動和低速階段，一般不使用反電動勢法來檢測轉(zhuǎn)子位置。可以使用以下的三步啟動法，來使無刷直流電機(jī)啟動。

轉(zhuǎn)子預(yù)定位

由于慣性旋轉(zhuǎn)、人為干擾等原因，電機(jī)在上次停轉(zhuǎn)后所處的位置是未知的，盲目地將隨機(jī)位置地轉(zhuǎn)子從一個固定的狀態(tài)直接旋轉(zhuǎn)，會導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)異常。轉(zhuǎn)子預(yù)定位，就是將電機(jī)在旋轉(zhuǎn)前，將轉(zhuǎn)子預(yù)先固定在一個初始位置，以便于之后的加速。轉(zhuǎn)子預(yù)定位可以采用兩相長時間導(dǎo)通，旨在吸引轉(zhuǎn)子固定在一個確定位置，如圖3-1（a），黑色箭頭代表電磁轉(zhuǎn)矩。但是這種方法過于理想，會出現(xiàn)如圖3-1（b）中的情況，此時轉(zhuǎn)子的磁勢和繞組產(chǎn)生的磁勢是180°相反的關(guān)系，這時電磁轉(zhuǎn)矩極小甚至沒有。所以一般使用雙狀態(tài)預(yù)定位，就是首先讓電流流入A相，從C相流出，緊接著切換成一個臨近的狀態(tài)，比如讓電流流入B相，從C相流出，這時，不管在什么位置的轉(zhuǎn)子都會至少轉(zhuǎn)動過一次。最后再讓電流從A相流入，C相流出。這樣就可以避免轉(zhuǎn)子磁勢與定子磁勢相反，電磁轉(zhuǎn)矩幾乎為0這種特殊情況，從而避免定位失誤。

在實際操作中，會出現(xiàn)電壓的PWM占空比過小，負(fù)載轉(zhuǎn)矩過大，機(jī)械摩擦力過大導(dǎo)致轉(zhuǎn)子不旋轉(zhuǎn)，從而定位失敗；或者，出現(xiàn)電壓的占空比過大，導(dǎo)致電機(jī)發(fā)熱，或者轉(zhuǎn)子在指定位置后不停左右抖動。所以，在實際操作中，要根據(jù)電機(jī)的特性，不斷實驗，調(diào)整好最佳的轉(zhuǎn)子預(yù)定位電壓占空比，如果負(fù)載過重，需要按需調(diào)節(jié)占空比。如果導(dǎo)致定位失敗甚至堵轉(zhuǎn)，則需要關(guān)閉所有開關(guān)管，停止驅(qū)動電機(jī)并且發(fā)出聲、光報警信號。

轉(zhuǎn)子的同步加速

轉(zhuǎn)子定位后需要進(jìn)行無反饋的同步加速。加速的方法就是以一定的時間間隔按順序切換開關(guān)管的六步狀態(tài)，這種工作狀態(tài)類似于鼠籠異步電機(jī)，前者的頻率是程序設(shè)定，后者頻率是50Hz工頻，前者的電流是呈方波形狀，后者是正弦波形狀。區(qū)別在于前者必須做到無反饋地與設(shè)定頻率同步，后者則允許有轉(zhuǎn)差率。
為了做到同步加速，有恒頻率升壓的方式和升頻率升壓的方式。恒頻率升壓是指切換開關(guān)管狀態(tài)的頻率恒定不變，通過提高PWM占空比，來讓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動至開關(guān)管的頻率，中間如果負(fù)載較大，則容易產(chǎn)生失步現(xiàn)象。升頻率升壓的方式是指開關(guān)管頻率和PWM占空比匹配提高，其對程序要求較高，但是效果好，可以避免失步情況。相比于恒頻率升壓的方式，升頻率升壓有更好的適應(yīng)負(fù)載的能力，啟動更加平順。其實兩種方式都需要不停試驗，調(diào)出各個特征參數(shù)，來滿足實際使用情況。

切入轉(zhuǎn)子正常旋轉(zhuǎn)程序

隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速不斷提高，其反電動勢的幅值也在不斷地增加。當(dāng)反電動勢檢測程序可以正常且穩(wěn)定地讀出反電動勢值，并成功判斷其過零點(diǎn)數(shù)次后，則可以使用反電動勢過零點(diǎn)檢測法對轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行檢測，隨后切入使用轉(zhuǎn)子位置進(jìn)行開關(guān)管狀態(tài)切換的程序。在切換程序過程中，如果轉(zhuǎn)速不同，或者上一個環(huán)節(jié)的結(jié)束點(diǎn)和這個階段的啟動點(diǎn)相差太大的話，都會導(dǎo)致抖動。如果是對于特殊工作情況，可以通過設(shè)定一個切換轉(zhuǎn)速，來約定切換時機(jī)，并且調(diào)節(jié)參數(shù)和程序，使得切換時的啟動點(diǎn)就是結(jié)束時的工作點(diǎn)。

反電動勢檢測法

當(dāng)轉(zhuǎn)子上的永磁體旋轉(zhuǎn)時，會切割繞組產(chǎn)生反電動勢，而且轉(zhuǎn)速越大，其產(chǎn)生的反電動勢也越大，這個反電動勢是可以使用檢測電路檢測的。檢測三相繞組中反電動勢，根據(jù)其變化，就可以得知轉(zhuǎn)子是否到達(dá)六個關(guān)鍵換向節(jié)點(diǎn)，并決定是否進(jìn)行換相操作。

總結(jié)無刷直流電機(jī)運(yùn)行原理的規(guī)律，不難發(fā)現(xiàn)每個開關(guān)會連續(xù)開兩個狀態(tài)的時間后關(guān)閉，比如在狀態(tài)①切換到狀態(tài)②時，Q2是一直開通的狀態(tài)，只有Q1被關(guān)閉，Q3被打開。由于開關(guān)管控制每一相中電流的流向，所以可以知道，每一相都在連續(xù)兩個狀態(tài)時間中的電流流向不發(fā)生變化，而在那兩個狀態(tài)時間過后的一個狀態(tài)時間，是用于電流變向。之后的三個狀態(tài)時間內(nèi)再完成一次電流變向，以六個狀態(tài)時間為周期，周而復(fù)始地進(jìn)行下去。其實，反電動勢也是按照這個規(guī)律進(jìn)行變化的。每一相的反電動勢在定子電流持續(xù)流過的兩個狀態(tài)時間內(nèi)，是恒定不變的非零值，當(dāng)定子電流需要進(jìn)行換向的那個狀態(tài)中，由于該相的浮地段是不導(dǎo)通的，其端電壓或相電壓就會發(fā)生變化，這也反映出該相繞組的感應(yīng)電動勢，如圖3-2，它的大小會由正值轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)值或者由負(fù)值轉(zhuǎn)變?yōu)檎怠＿@時就需要檢測其過零點(diǎn)的時刻，，但過零點(diǎn)的時刻并不是換相的時間點(diǎn)，因為這是轉(zhuǎn)子的磁勢是出于不導(dǎo)通的那一組繞組的軸線上。在應(yīng)用中，需要按照實際情況延遲30°+60°k（k=0，1，2…）才能到達(dá)應(yīng)該換相的位置，這時通過控制器發(fā)出控制信號，這樣就可以使功率開關(guān)管導(dǎo)通或者關(guān)斷，使無刷直流電機(jī)不停地旋轉(zhuǎn)下去。

從圖3-2中可以看出，無刷直流電機(jī)產(chǎn)生的反電動勢是呈梯形波形狀的，而其定子電流是斷續(xù)的方波形狀。因為在電機(jī)轉(zhuǎn)動過程中，定子中總有兩相繞組會通過電流，使那兩相繞組中也會生成大小相等、方向相反的反電動勢。等其中一相繞組斷開時，其電流立即降為零，但是反電動勢會通過開關(guān)管和二極管進(jìn)行續(xù)流，會由正變負(fù)或者由負(fù)變正，與下一段電流反向時的反電動勢接續(xù)。在一個周期中，每相的反電動勢有兩次過零點(diǎn)，三相則可以接收到6次過零點(diǎn)信號，滯后30°+60°k（k=0，1，2…）后即為開關(guān)管換相的信號。

硬件設(shè)計

在之前，本文已經(jīng)對無刷直流電機(jī)的結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型以及轉(zhuǎn)子位置檢測方法進(jìn)行了分析。這一章將會在之前的理論基礎(chǔ)上來設(shè)計一款無刷直流電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，如圖4-1，其主要包括了控制處理模塊、三相逆變器模塊和轉(zhuǎn)子位置檢測模塊，當(dāng)然還有電源以及電機(jī)本體。

此設(shè)計為一體化設(shè)計，圖中虛線框中的部分是被安排在一塊電路板上的，即驅(qū)動器一體化。這樣做符合BLDC設(shè)計小型化、緊湊化的初衷，整個驅(qū)動器只有長和寬10cm和高8cm的大小，而且還有設(shè)計得更小的潛能，如圖4-2，此為PCB的3D預(yù)覽圖。

控制模塊最小系統(tǒng)

由于近年來，ST公司的芯片價格普遍較高，經(jīng)過在性能和價格方面的比較，最終選擇STM32F401RCT6作為主控微處理器。這是一款基于高性能ARM Cortex-M4的32位RISC（精簡指令集）內(nèi)核，其主頻為84MHz，擁有64kB的RAM和256kB的片載Flash，擁有50個可編程I/O口。在控制方面，有5個16位和2個32位的通用計時器，和1個自帶死區(qū)控制的電機(jī)控制16位計時器。其他方面，有1個16通道的12位ADC，以及若干I2C、USART、SPI通訊控制器。基于該款單片機(jī)設(shè)計的最小系統(tǒng)和輸入輸出設(shè)備的原理圖如圖4-4和圖4-5所示。

最小系統(tǒng)原理圖除了芯片各引腳連接去向，還包括以下幾個部分：晶振電路中選用8MHz的晶振和22pf的電容，給芯片提供穩(wěn)定的外部時鐘源；復(fù)位電路利用一顆按鍵接地來控制程序復(fù)位；ST-Link電路實現(xiàn)了程序的燒錄；BOOT電路是選擇芯片的啟動路徑，在這里本文默認(rèn)接地為片內(nèi)Flash啟動。

三相逆變器電路及其驅(qū)動設(shè)計

三相全橋逆變器模塊主要有兩個部分組成，一個驅(qū)動器電路，一個是橋式電路。如圖4-6所示的是A相的驅(qū)動器電路。

EG3112是一款高性價比的MOS、IGBT驅(qū)動芯片。專用的MOS驅(qū)動電路可以避免使用芯片的控制信號直接控制開關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，增大控制信號的帶載能力，也起到隔離作用，防止反灌電流對主控芯片造成損害。其輸出的HO1和LO1信號最終輸入MOS管的G極，HO1控制上管，LO1控制下管。

如圖4-7所示的是一個三相全橋逆變電路。它由六個MOS管組成，其中兩兩一組組成三個橋臂，上下橋臂能單獨(dú)導(dǎo)通和關(guān)斷。MOS管采用的是IRLR8726，這是一款N溝道增強(qiáng)型MOS管，最高耐壓30V，在G極電壓為10V時，最大可通過電流為86A。該MOS管符合驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計要求，是一款非常適合用來驅(qū)動無刷直流電機(jī)的MOS管。橋臂下方與接地點(diǎn)之間串聯(lián)了一個電阻，其電阻不僅可以防止上下橋臂因失誤而同時打開時，電源正極與負(fù)極同時相連，也可以用來通過分壓測得反電動勢。

端電壓檢測電路設(shè)計

轉(zhuǎn)子位置檢測模塊使用的是端電壓法來檢測轉(zhuǎn)子位置。如圖4-8所示，U、V、W三相的最大的工作電壓大約為12V，所以需要用一個10k電阻和一個2k電阻進(jìn)行分壓，取工作電壓的六分之一，在經(jīng)過一個10uf的電容進(jìn)行濾波后，將信息傳輸給單片機(jī)。

電流采樣電路設(shè)計

為了防止電機(jī)電流長時間過大而導(dǎo)致?lián)p壞，并且配合位置檢測為主的轉(zhuǎn)速閉環(huán)系統(tǒng)，做到轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制，主板上設(shè)計了電流采樣電路，用于采樣每相的電流數(shù)據(jù)。

如圖4-9所示，以A相為例，電流信號 經(jīng)過R21和R22兩個10k電阻接入運(yùn)算放大器的同相輸入端，另有一路經(jīng)10k電阻接地。

回顧

現(xiàn)在整理時回想做畢設(shè)的時光仍在眼前，這也是呆在本科學(xué)校的最后一段時間。我們無比懷念過去，但又不得不向前看，前路坎坷許多，少年仍需披荊斬棘，與大家共勉。

總結(jié)

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