在这篇文章中，我们研究了什么是无刷直流电机，随后我们了解了关于无传感器无刷直流电机驱动电路的设计。
刷CPU风扇
在cpu、稳压器、DVD播放机和其他类似的设备中，有没有看到那些快速移动的风扇，它们以最大的效率、消耗最小的空间和电流，却能够按照规定为特定设备提供重要的操作?
是的，这些都是BLDC风扇或无刷直流电机的现代版本，比旧的传统拉丝电机更优越。
图片礼貌：https://en.wikipedia.org/wiki/computer_fan#/media/file:geh%c3%a4usel%c3%bcfter.jpg
然而，无刷直流电机将需要一个复杂的驱动电路，是的，所有这些CPU风扇包含这些内置的驱动模块，尽管这些看起来很容易使用普通的直流，系统内部已经安装了智能电路。
无刷直流电动机驱动器
在这里,我们将了解这样一个智能无刷直流电机驱动电路,使用单一芯片DRV10963驾驶任何与难以置信的小型无刷直流电机效率,后来在一个即将到来的文章我们将看到这个IC电路可能升级等驾驶甚至强大的高电流刷的用于四轴飞行器。
但在此之前，它将是有趣的学习一点关于无刷直流电机。
有刷直流电机与无刷直流电机的区别
有刷电机和无刷电机之间的差异和效率是相当明显的。
由于有刷电机的绕线电枢本身在磁铁之间移动，因此必须使用“电刷”（摩擦触点），以便动圈端子能够持续接收电源电压，而无需到达电源本身，否则将无法工作，并危及操作。
在无刷电机中，线圈或绕组永远不会移动，是恒定的，这里的转子携带一组永磁体，并在周围绕组的磁通的影响下旋转。
由于磁铁没有任何麻烦，并且能够在不涉及终端管理或接收电源的情况下工作，因此它可以毫不费力地工作，以快速的速度旋转，并且几乎没有噪音。
但这里有一个陷阱。为了使电磁铁对永磁体的磁通量作出响应，需要有一个恒定的磁相或磁极移动，以便两个对应物能够持续反应并通过一个相反的力，从而释放转子上所需的扭转力，并以合成扭矩执行旋转。
在有刷电机中，由于电枢线圈的自我调节特性，这变得更容易，电枢线圈能够旋转并产生自我维持的反向磁力，并在不需要任何外部脉冲或处理的情况下保持旋转。
然而，在无刷直流电机中，这就成了一个问题，因为磁铁转子仍然是“无知的”，需要从绕组中计算出磁命令，以有意义的方式旋转，而不是随意的方式。
这就是为什么所有无刷直流电机都需要一个电机驱动电路来控制电机内部的三组不同的绕组。
因此，所有BLDC都是3相电动机，并且强制需要3个相对于在转子上产生旋转扭矩的相位。
无传感器无刷直流驱动器的作用是什么
无传感器BLDC驱动电路仅以顺序方式对3组绕组通电，从而使磁转子能够经受一致的反向力，从而使电机实现持续的扭矩和旋转力。
但是这种由电路连续供电的无刷直流绕组不能随机设置，它必须是串联的或响应转子磁铁的旋转位置，否则实现可能会失控，我们可能会看到电机轴(转子)随机旋转，它在顺时针和逆时针之间摇摆，没有合理的旋转。
无刷直流电机为什么要用传感器
因此，我们引入了安装在许多无刷直流电机变体中的传感器，这些传感器(通常是霍尔效应传感器)“理解”转子磁铁的磁极位置的变化，指示附加的处理器电路给相应的绕组通电，并以最佳转矩执行旋转运动。
霍尔效应传感器在大多数大多数大小的大多数BLDC电动机中有效采用，但对于较小的电机，例如CPU风扇，CPU驱动器，DVD播放器，在小型排气扇中，用于Quadcopters中使用的电机，霍尔效应传感器可以变得不合适因此，实施了替代传感器的替代传感器。
这涉及开发绕组的固有反电动势电力电力，其被作为加工和通电相关绕组和执行旋转扭矩的参考源。
模拟无刷直流转子运动
在上述粗略的模拟中，我们可以看到如何将释放的反电动势作为参考，并用于产生后续绕组组的顺序脉冲，从而在中央永磁转子上施加旋转扭矩。模拟可能不是精确的复制，但它给出了工作原理的大致概念。
值得注意的是，当磁铁的N/S正好位于绕组铁芯的中心时，脉冲被切换，这使得绕组能够根据脉冲极性以N或S的形式通电，并在N/S磁铁上产生吸引力和排斥力，从而在最大可能水平上产生所需的扭矩。
这反过来成为可能，由于反电动势释放通过开关的前绕组。
以上讨论阐明了无传感器无刷直流电机的工作原理，现在让我们了解指定电路如何处理上述复杂的三相切换执行
BLDC驱动器DRV10963
在谷歌了一下之后，我发现这个无传感器的无刷直流驱动电路使用了一个单芯片DRV10963，它在配置中使用了可以忽略不计的部分，但却能够对预期的动作实现一个复杂的处理。
DRV10963是一种最先进的芯片，专门设计用于操作无传感器无刷直流电机，只需预测电机绕组的反电动势，在绕组上发送精确指令，并在转子上实现最佳旋转扭矩。
电路图
上图显示了电路的简单布局，它显然只包括IC本身。
通过简单地从外部源输入指定的数据给相关的引脚，各种引脚被分配用于执行指定的功能，如电机的PWM速度控制，方向控制等。
下图显示了芯片的封装，它看起来像一个10针DIL IC，可以根据图中提供的数据研究该芯片的各种引脚功能：
参照所提出的无传感器无刷直流驱动电路的电路图如前一篇文章以及上面的芯片图像所示，pinouts的细节可以理解为:
集成电路引脚分配细节
FG =它是电机速度指示器引脚（输出），其在具有内部BJT的开放集电极模式中装配。
集电极开路表示该引脚的输出将通过集电极开路和接地的下沉逻辑产生负PWM，因此为了获得有效读数，用户需要在集电极开路和正极电源（5V）之间连接一个上拉电阻器，以完成该引脚的速度指示。
FGS =它是速度指示器选择器输入，意味着一个逻辑高或低可能被引入这里开关ON/OFF指示器引脚FG。
VCC = IC的正电源，用于使其运行，不得超过5V。
W, U和V是BLDC电机的三相输出，该电机应该通过该IC操作。这也作为感应电机电动势脉冲所需的同步开关电机线圈的输入。
GND=指IC相对于Vdd引脚的负电源引脚。
FR =帮助选择或命令电机的方向，可以动态地改变任何时候，一旦系统供电，简单地引入一个外部逻辑高或逻辑低。
PWM =它表示来自的PWM控制输入外部PWM波形发生器。
该PWM输入可以是可变的，以实现所连接BLDC电机的期望速度控制。
芯片中心的虚线空间表示热垫，可使用散热器夹紧或按压热垫，以便在与负载无刷直流电机一起使用时吸收芯片上可能产生的热量。
上面的讨论说明了无传感器BLDC电机驱动器芯片DRV10963的引脚或连接细节，现在让我们在以下几点的帮助下详细分析芯片的内部配置和运行：
设备描述
DRV10963是一款内置功率mosfet(三相h桥)的3相无传感器电机操作器。这是专为更高的生产率，降低噪音和最小的二次材料计数电机驱动功能。独有的无传感器无窗180°正弦管理方案提供无噪声电机通勤效率。
DRV10963由智能锁检测功能组成，与补充的内置安全电路一起实现安全性能。DRV10963可以在一个具有热效率的10针USON填料中找到，该填料带有一个未覆盖的热垫。
IC的工作原理
DRV10963产品是一款3相无传感器电机操作器，配有注入功率MOSFET，它是
专为卓越的性能，减少共振和最小表面零件计数电机驱动功能而创建。
较少的180°正弦控制计划通过保持电刺激的扭矩脉动标称扭转扭矩纹波，主体传感器窗口较少的180°窗口。在初始化后，DRV10963设备将在通过FR输入引脚指定的课程中将电机转动。
DRV10963芯片将使用正弦控制方案使三相无刷直流电机工作。
正弦相位电压的重要性取决于PWM引脚的占空比。当电机运动时，DRV10963 IC在FG引脚上提供速度数据。
DRV10963单元包括智能锁定感知功能。在这样的事件中，电机通过外来压力发出停滞的情况，该程序将识别锁定问题，并将采取措施与电机一起保护。
锁定检测中详细描述了锁定检测电路的特定过程。DRV10963 IC还包括多个内置安全电路，例如过电流保护、过压保护、欠压保护和过热保护。
特征解释
速度输入与控制
该DRV10963提出了三相25-kl-lz PWM输出，从相位到相位可能有一个标准百分比的正弦波形。如果与地有关的任何周期被确定，检测到的波形很可能是PWM保护正弦波结合三阶谐波，如图2所示。
这种编码策略简化了驱动规范，原因是可能经常会有一个相位输出，可能等于零。
结果幅度根据供电电压(VCC)和规定的PWM占空比(PWM)而变化，如公式1所定义，并在图3中突出显示。当指示的PWM占空比为100%时，实现最佳振幅。
Vphpk=PWMdc>
通过使用PWM顺序不能直接调节电动机速度来调节碰巧用于电动机的相电压的幅度。
PWM输入的占空比被修改为9位数字量(从0到511)。
调节分辨率为1/512 == 0.2%。占空比分析仪有助于在输入占空比和9位数字之间进行初始顺序交换操作。
这在图4中突出显示，其中r=80 ms。
在DRV10963设备中，PWM有序占空比与输出最大振幅之间的交换性能是可变的。
当PWM命令>最小工作占空比时，结果最大振幅由等式1讨论。最低工作占空比通常通过OTP设置（MINOP_DC1:0）设定为13%、10%、5%或无限制。
表1展示了最小操作占空比的推荐配置。
当PWM指令占空比小于最低工作占空比且大于1.5%时，输出将在最小工作占空比下调节。当输入占空比低于1.5%时，DRV10963设备可能不会运行输出，并被发送到待机模式。
如图6所示。
旋转配置
DRV10963将启动电机的手段，是在图7中详细说明的技术。
电机初始化图由设备可配置的开环到闭环切换限制(HOW.)、对齐时间(TAHQH)和加速速度(RACE)的选项组成。
为了使转子与换相逻辑对齐，DRV10963在V相和W相上执行x%占空比，同时在GND控制U相。
这种情况是艰难的秒数。通过VCC电压（如表2所示）识别x％的意义，以在各种不同的电源电压上保持充分的旋转扭矩。
随着对齐序列完成，通过将具有峰值水平的正弦相电压施加如表2所示，并通过换向范围提升到由竞争所示的扩展速度，直到换向速度的换向速度增加，直到换向速度增加到HOM。，赫兹。
一旦达到这个极限，DRV 'l0963转换为闭环模式，其中换向驱动进程由内置的控制算法识别，而使用的电压由PWM强制占空比输入识别。
开环到闭环切换极限(Hom)、校准时间(TAHQH)和加速速率(RACE)可通过OTP配置进行配置。
切换阈值（如何，）通常通过试验和错误评估批准。目标是更喜欢切换容差，这可能会尽可能少的可行性，并且使电机能够毫不费力地努力地转换在开环加速度和闭环加速之间。
通常增加的速度电动机（最大速度）由于实际升高的速度电动机而升高的速度电动机升高，因此更加实惠的BEMF。
表3展示了切换容差的可配置首选项。以电气频率为单位的最高速度被证明是一个参考，可以帮助您为特定提交选择理想的切换速度。
对准时间（TAHQH）和加速率（比赛）的选择甚至可以取决于试验和错误检查。
惯性较大的电机通常需要较长的对准时间和较慢的加速速度，而惯性较小的电机通常需要较短的对准时间和较快的加速百分比。需要实施项目权衡，以利用发射稳定性，而不是轮换周期。
TI支持从决定强度较低的配置（较慢的比赛和显著的Tmign）开始，以牺牲扭矩提升时间，以支持最大的完成率。
一旦确认设备能认真执行，就可以使用额外的强力配置(更大的RACC和更小的TAHQH)来减少出现时刻，同时小心地跟踪完成率。
表4展示了TA“g，和RACE的可配置设置。
对这种无传感器无刷直流IC的其余部分进行了解释在这个原始数据表中
请随意评论，以了解更多关于上述讨论的无传感器无刷直流电机驱动电路的细节
您好，我正在尝试做一个3相轴向(煎饼式)电机。然而，当我连接到一个ESC，它不旋转，尽管它有一点抽搐。该电机是一个6极定子，转子上有8极磁铁。请通知
在没有检查电路的情况下很难判断故障......不确定它！
嗨，我试图运行敲击机LG鼓电机I +已经尝试过不同的架子弹孔，没有运气。我可以放在一起简单的电路，你能建议一个电路实现这一目标。谢谢雷
你好，对不起，我不知道怎么给这台电机接上电路。
请告诉我，先生，可能不行。。否则，如果有任何简单的电路图来运行这个小型12v无刷直流电机。。请提供给我。。
您可以尝试以下任何一种设计：
//www.addme-blog.com/?s=sensorless
//www.addme-blog.com/universal-esc-circuit-for-bldc-motors/
我有12v直流无负荷电机…但问题是它没有运行，因为他们的霍尔传感器效应晶体管会烧坏…我想运行这台电机，而不需要任何提示如何将三线连接到12v电池请向我咨询，并建议我该怎么做。？？
后来在即将到来的文章之一中，我们将看到如何升级该IC电路，即使是诸如在Quadcopters中使用的强大的高电流BLDC也可以驾驶。
非常感谢，Majumdar先生。很有帮助。您是否撰写了您谈论的后续文章？
当做
阿米特
谢谢你，不，我还没有写它，我的想法是用上述解释的IC运行一个小型虚拟机电机，然后将反电动势信号从电线送到任何强大的BLDC驱动器IC的输入到输入。
实际上，驱动无传感器无刷直流电动机并不需要接收反馈信号，它也可以通过创建外部序列3相信号并将其应用到任何标准的大功率无刷直流电动机IC上来实现。
“在接下来的一篇文章中，我们将看到该IC电路如何升级，以驱动大功率大电流BLDC，如四旋翼机中使用的BLDC。”
非常感谢，Majumdar先生。很有帮助。你说的这篇后续文章写好了吗?
当做
阿米特
嗨。以上电路能否用于四轴飞行器的2200kv无刷直流电源?
不，这是为小型PC风扇马达…
Hola Buenas Tardes。Voyiniciandome en Esto de Los摩托斯yQuisiera Saber Si Pidieras Desir Donde en Berdad Puedo Encontrar联合国Diagna de Circuito Para Un Motor无刷。
De antemano gtasias
嗨，兄弟，我们可以用上面的电路光盘电机。它是无刷的，有超过3根电线。请给一些关于如何驱动那些电机没有昂贵的配件。
嗨，苏亚，如果你的电机没有霍尔效应传感器，那么它可以使用上述解释的电路