通過上期學習，大家已經熟悉了無刷電機的基本驅動原理以及無刷電機運行狀態(tài)的各種細節(jié)，在今天的芝識課堂中跟無刷電機來一次更近距離的接觸吧！我們將解構無刷電機，滿足大家的好奇！

圖1展示了一個典型的無刷電機基本系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中包含了四個功能單元，分別是微控制器（MCU）單元、逆變器電路、電機和位置檢測，這四個單元詮釋了一個基本無刷電機系統(tǒng)的主要結構和工作狀態(tài)流程（參考箭頭方向）。

圖1 無刷電機基本系統(tǒng)結構圖

在圖1的無刷電機工作流程中，首先是從MCU輸出PWM信號作為驅動電機的電壓控制邏輯到逆變器，經由逆變器芯片以特定的頻率和電壓驅動無刷電機（驅動電路是包括逆變器電路在內的所有外圍電路的統(tǒng)稱）。驅動電路輸出的信號傳遞到電機后即開始整個電機的工作，在電機工作開啟后，霍爾傳感器用來檢測電機轉子的位置信息，在無傳感器電機中轉子的位置則由感應電壓檢測，檢測到的轉子位置信息將傳送回MCU單元，在MCU單元的控制電路中，最簡單的驅動方法是方波驅動。而相較于方波，正弦波驅動方法的效率更高。

另外我們還需要關注幾個關鍵信息

在無刷電機的工作流程中，PWM（脈沖寬度調制）用于控制電機線圈內的電力，通過反復打開和關閉輸出來控制輸出功率。恒定電壓下，以恒定的脈沖周期運行電機，電機線圈中產生的電壓取決于電壓脈沖的寬度。它利用了半導體的特性，即開關狀態(tài)的損耗最小，而中間狀態(tài)的損耗最大。由于PWM控制具有優(yōu)異的可控性和較高的效率，在逆變電路中得到了廣泛的應用。此外，它還可以用于控制直流有刷電機。在逆變電路中，通過周期性地改變PWM控制的打開狀態(tài)（占空比），可以產生最適合驅動電機的正弦波交流電壓。

逆變器是進行功率轉換的裝置，我們把負責將直流電轉換為交流電的設備稱為DC-AC逆變器。通常，通過組合AC-DC轉換器和DC-AC逆變器來轉換指定頻率和電壓的電路稱為逆變電路（逆變器）。電機系統(tǒng)中的逆變器單元通過高效的驅動和平穩(wěn)的旋轉實現寬范圍的轉速，由于輸出電壓和輸出頻率可以任意控制，所以被廣泛用于控制交流電機和無刷電機的轉速，實現了低功耗、高效率的驅動。

驅動IC是一種驅動電機的逆變電路，其結構如圖2所示。例如，一臺3相小電機有6個功率元件和6個二極管。功率元件有晶體管、FET、IGBT等。由于實際驅動電機的是大電壓、大電流，所以需要一個驅動電路將控制電路的PWM輸出轉換為高電壓、大電流。由于驅動電機的FET和IGBT等功率元件需要12V左右的大驅動電流來驅動，因此需要一個預驅電路。低電壓的小功率電機可以在沒有預驅電路的情況下驅動。

圖2 驅動IC的實際示意

今天的芝識課堂中，我們跟大家一起熟悉了無刷電機的基本組成單元，以及PWM和逆變器單元在電機工作流程中的作用。下一期的芝識課堂，我們將帶大家繼續(xù)了解無刷電機的轉子位置檢測、方波驅動和正弦波驅動的詳細知識，敬請期待！

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