无刷电机反电动势检测电路（无刷电机 反电动势）

电机驱动的关键是准确知道转子的位置。感应电机通过传感器获取转子位置，而非感应电机只能通过间接的方法获取转子位置。常见的方法有反电动势法、电感法、磁链法、高频脉冲法等智能方法，最常用的是反电动势法

反电动势法无刷感应电机驱动电路主要分为三部分：电源驱动部分、控制部分、转子位置检测部分

一。动力驱动部分

电源驱动部分有两种实现方式。一种是采用集成电机驱动IC，另一种是采用分立元件。采用集成IC比较简单，而且驱动IC大多集成了多种保护功能，更可靠，但成本较高。

使用分立元件构建有两种方法：

使用N+P管，如下图。该方法实现简单，PWM控制信号占空比可达100%。但P管的价格相对较高。一般电流为100A，耐压在100V以内。主要用于低压、小功率场合

R1和R4一般在100以内，但也不能太小。一般为数十。 R2、R3、R5一般为几K到几十K。

使用全部N管，如下图。 N管电压和功率范围很宽，适合各种应用电路。然而，上臂桥驱动更为复杂。如果使用自举升压电路，则无法达到PWM 占空比。 100%

上图使用了一种比较简单的方式来实现上臂的bootstrap boost。 D1为自举二极管，一般采用快恢复二极管，C1为自举电容。具体尺寸请参考公式。

二。控制部分

这部分大致是最小的MCU系统，根据所使用的MCU而有所不同。一般采用内部晶体振荡器。带有比较器和PWM 定时器的MCU 是更好的选择。

三。转子位置检测部分

该部分是关键部分，根据所使用的驱动方式的不同而有所不同。主要的两个是反电动势检测和电流检测。

反电动势检测

该方法的理论依据是电机在运行时会产生反电动势。在PWM导通装置的过零时刻，悬相的端电压等于中点电压。硬件方法可以建立虚拟中性点并比较端电压。实践中多采用软件抽样比较法。

使用软件进行采样有以下三种方式：

1、功率管开启时采样

当两相连接时，中点电压等于母线电压的一半，因此可以将母线电压的一半作为参考电压与第三相进行比较。

母线电压普遍较高。即使半分压后，电压也可能高于MCU端口耐压。因此一般采用电阻分压，影响过零点的检测灵敏度。而且，由于在导通时间内进行采样，因此必须有一个最小导通时间，并且电机的低速运行受到限制。

2、功率管关闭时采样

当上管关断，下管常开时，续流电流会流过下管体二极管，中点电压理论值为0。为提高精度，可设置MCU内部参考电压到一个略高于0.值的值，例如0.2，然后收集第三相与该值进行比较。

该方法不需要电阻分压，提高了检测灵敏度，抑制了高频开关干扰。但必须考虑MCU端口的承压能力，并且必须保持最小关断时间，因此PWM占空比无法达到100%。

3、功率管各状态采样

如下图所示，该方法综合了上述两种方法的优点，同时克服了双方的缺点。

在大多数实际应用电路中，多采用方法1，如下图所示。两端分别连接电机三线和MCU。

电流检测方法

该方法多用于FOC控制。如下，在三端环路连接一个电流采样电阻，采集相电流，经放大器放大后送至MCU。