btn7971电机驱动原理（bldc电机驱动原理）

BLDC（无刷直流）电机克服了有刷直流电机的固有缺陷，用电子换向器代替了机械换向器。具有体积小、重量轻、噪音低、扭矩特性好、起动性好、扭矩大等优点，广泛应用于家电、汽车、工业、航空等领域。

近日，德州仪器(TI) 推出业界最先进的70W 无刷直流(BLDC) 电机驱动器，提供免编程、无传感器梯形和磁场定向控制(FOC)，产品编号为MCF8316A 和MCT8316A。

其中，MCF8316A是一款无传感器磁场定向控制电机驱动器，可智能提取电机参数，让设计人员能够快速调谐电机，同时提供一致的系统性能，而不受电机制造差异的影响； MCT8316A 是一款无传感器梯形控制电机驱动器，最高电机频率可达3.5kHz，速度比任何其他无传感器电机驱动器都快，无需编程，并且允许设计人员仅用5 个硬件引脚即可调节电机。

解决BLDC电机设计的传统难题

在电机领域，交流感应电机是应用最广泛的“传统电机”之一，在包括洗衣机、吸尘器、风扇等“旋转家电”中有着悠久的应用历史。交流感应电机的工作原理是将转子置于旋转磁场中。在旋转磁场的作用下，获得旋转扭矩，从而转子旋转。

在实际应用中，交流感应电机存在功率因数滞后、轻载功率因数低、调速性能稍差等缺点。因此，家用电器的设计目前正在从交流感应电机过渡到直流无刷电机。 TI电机驱动器业务部总经理Kannan Soundarapandian表示，从交流感应电机向BLDC电机的过渡降低了功耗，但也带来了挑战，包括延长设计周期、增加电路板尺寸以及增加系统成本。

他指出，TI的70W BLDC电机驱动器针对上述挑战进行了专门优化。

为了解决研发周期长的挑战，TI 70W BLDC 电机驱动器不需要编程，也不需要软件开发周期。当然，对于这次性能优化，Kannan Soundarapandian也直言：“固定软件意味着已经编程好，无法更改，所以它带来的问题就是性能难以优化。同时，在产品的一致性，要有良好的电机控制，除了算法之外，还和电机本身有关系。”

为了应对电路板尺寸的增加，TI 的70W BLDC 电机驱动器进行了一项创新。过去，在设计BLDC电机系统时，由于系统的复杂性，驱动器至少包括三部分：MCU、MOSFET功率器件和门级驱动器。设计者需要大量的硬件电路板和器件，并且电路板的尺寸也会发生变化。大的。 TI 的70W BLDC 电机驱动器将所有驱动部件集成到一颗芯片中，将外围器件数量从28 个减少到10 个，电路板尺寸减小了70%。

据Kannan Soundarapandian介绍，TI的70W BLDC电机驱动器降低系统成本主要体现在两个方面：一是器件集成大大降低了外围器件的成本，包括相应的材料成本；二是器件集成度大大降低了外围器件的成本，包括相应的材料成本。其次，由于无需编程，大大缩短了客户的开发周期。

在这里，他举了一个特别的例子。根据经验数据，高级电气工程师需要几周或几个月的时间来调整电机。使用我们的新产品，这个时间可以缩短到10分钟。

让家用电器拥有更好的性能

TI 70W BLDC电机驱动器的一个主要应用领域是家用电器，例如吹风机、水泵、风扇、吸尘器等。在家电领域，尤其是小家电方向，噪声是一个非常重要的指标，TI的70W BLDC电机驱动器专门为此进行了优化。

Kannan Soundarapandian指出，当厨房里的搅拌机打开时，声音非常大，可达100dBA。基本上我们身边的家用电器都会产生噪音。如何改进是一个重要问题。 TI 的专利精密自动死区时间补偿可降低现有应用中的噪声；该器件在驱动笔记本电脑风扇时可降低高达2 dBA 的噪音。

在实现方面，MCF8316A包含了这项专利精密自动死区时间补偿技术，可以补偿电流失真并使工程师能够优化电机的声学性能。 MCT8316A 包括不同的梯形控制技术，设计人员可以使用这些技术来降低电机噪声。

同时，TI的70W BLDC电机驱动器还可以加快系统响应速度。对此，Kannan Soundarapandian表示，由于采用了实时控制，TI的70W BLDC电机驱动器可以为扫地机器人等需要快速实时控制的应用提供高达3.5kHz的电机速度。例如，如果我们驱动单极BLDC 电机，则3.5kHz 的电机速度实际上相当于几乎210,000 rpm。这种高速输出功能对于吸尘器或无人机等设备来说非常重要。

当然，Kannan Soundarapandian也强调，由于TI 70W BLDC电机驱动器内部集成了很多功能，因此非常适合各种不同的电机，因为它可以提取不同的电机参数。因此可广泛应用于水泵、油泵、风机等众多应用领域。