發(fā)動機控制長期以來一直處于研發(fā)活動的最前沿，旨在在兩個層面找到有效和高效的微電子解決方案，一個是計算軟件，另一個是可以在微電子層面集成的電力電子硬件電子。

電機控制器的目的是能夠手動或自動作用于電動機（啟停、提前反轉、速度、扭轉和電壓過載保護）。在對成本、尺寸、性能等因素特別敏感的應用領域的各個方面，用于電機控制的集成電路 （IC） 代表了創(chuàng)新的重要時刻。汽車行業(yè)和工業(yè)自動化無疑是最具代表性的領域。

直流電機

市場提供不同類型的電動機，因此控制策略取決于它們的結構。直流永磁電機的定子由兩個或多個磁極組成。另一方面，轉子由連接到機械開關的繞組組成。

縮寫BLDC（無刷直流）表示帶有永磁體的同步無刷電動機，圍繞固定電樞旋轉（圖 1）：它們的轉子和定子以相同的頻率轉動。轉子和電機定子之間的切換不是以機械方式進行，而是以電子方式進行。與有刷直流電不同，它不需要連接到電機軸即可運行。

圖 1：無刷直流電機使用基于位置傳感器和 MCU 的電子開關系統(tǒng)，該系統(tǒng)確定開關時間以向電機施加正確的扭矩

在有刷電機中，轉子和電刷通過反轉磁場產生不斷改變方向的電流。另一方面，在無刷電機中，電流反向是通過由微控制器控制的一組功率晶體管（通常為 IGBT）以電子方式獲得的。他們駕駛的主要問題是了解發(fā)動機的確切位置。只有這樣，控制器才能知道要運行哪個階段（圖 2 和圖 3）。轉子相對于定子的位置通常通過使用霍爾效應傳感器或光學式傳感器獲得。

圖 2：無刷電機的應用電路 ［來源：Maxim Integrated］

直流無刷電機的典型應用是無法更換部件（電刷）的應用，因為這些系統(tǒng)是密封的（例如硬盤）。

該MAX14871 DC電機驅動器提供用于與4.5V和36V之間的電壓有刷電機的簡單的驅動程序。它采用無泵充電設計，可減少外部元件并降低電源電流。

圖 3：有刷電機的應用電路

RHOM Semiconductor的BD63005AMUV是一款三相無刷電機驅動器，額定電源電壓33V，額定輸出電流2A（峰值3.5A）。它從霍爾傳感器產生驅動信號，并通過輸入控制信號驅動 PWM。此外，電源可以使用 12 V 或 24 V，并具有各種控制和集成保護功能，使其適用于各種用途。

無刷直流電機 （BLDC） 在家用電器和消費電子產品中非常受歡迎。在這些應用中，需要高效率標準，因此需要更好的技術來將整體功率損耗降至最低。

該電源集成BridgeSwitch驅動器系列采用了高邊和低邊先進FREDFET家庭（快速恢復二極管場晶體管），以超過98.5％的直流無刷電機驅動應用高達300 W.偉大的效率和分布式熱足跡效率架構消除了對散熱器的需求，降低了系統(tǒng)成本和重量（圖 4）。

圖 4：具有 BridgeSwitch 的典型應用電路

BridgeSwitch 提供內部故障保護功能和外部系統(tǒng)級監(jiān)控。外部監(jiān)控包括具有四個欠壓電平和一個過壓電平的直流總線感應以及驅動

MOSFET 和 IGBT

電源控制是軟件和硬件的內在組合。硬件組件以IGBT、功率二極管等電子控制器件為代表，而軟件組件則是與硬件組件的（硬件組件控制）控制相關的，其中控制模型變得越來越復雜和精密。

電機控制電路的目標是快速激活和停用線圈中的電流，同時將開關或傳導損耗降至最低。它需要使用 MOSFET 和 IGBT。這兩種半導體器件都滿足電機控制的需要，被證明適用于不同的應用場合。在大多數應用中，它們用于 H 橋配置，允許完全控制電機的速度和方向。

審核編輯：郭婷