驱动高效率BLDC/MCU关键设计有门道 - MCU数位控制IC技术日趋成熟

　　驱动高效率BLDC　MCU关键设计有门道

　　BLDC马达控制主要是采用同步控制方式，更准确地说，BLDC是一种双回授控制方式。由MCU控制定子电流方向，主导转子下一步的位置，转子位置回授，转子位置回授分成有感测器（Hall或是Encoder）与无感测器（Sensorless）两种方法，另外，电流回授主要目的在于过电流保护用。整个BLDC方案系统方块图如图1;从图中，可以简易看出决定马达产品效率的关键元件。

图1　BLDC系统配置方块图

　　Power电路

　　主要分成市电应用与DC电源应用两种，主要设计考量为功率转换效率。

　　MOS元件

　　主要为Rds规格，考量重点在于金属氧化物半导体场效电晶体（MOSFET）发热损耗。

　　Gate Driver驱动电路

　　主要有两种三级管电路与闸极驱动器（Gate Driver） IC;考量重点在于Gate Driver Rising/Falling Timing所造成的开关元件损耗。

　　MCU

　　依据产品方案需求，可选择以方波或是弦波控制，搭配马达回授控制感测器方案与无感测器方案，可以分成四种方案：方波Hall方案、方波Sensorless方案、弦波Hall方案与弦波Sensorless方案。

　　马达材料

　　主要考量铜损、铁损等马达材料特性所造成的功率损耗。

　　MCU马达控制内部设计主要分成五大部分（图2），以下列点说明。

图2　PWM Edge-aligned Mode与Center-aligned Mode电路

　　PWM调制电路

　　主要有Edge-aligned Mode与Center-aligned Mode两种模式。

　　马达定子电流控制电路

　　搭配Hall Sensor Decoder与Mask电路配置决定方波控制与弦波控制方式。