傳統(tǒng)上被視為直流電機類型的高端，無刷直流電機(BLDC) 通常被保留用于具有高性能或效率要求的系統(tǒng)。無刷直流電機（BLDC）是永磁式同步電機的一種，而并不是真正的直流電機，英文簡稱BLDC。區(qū)別于有刷直流電機，無刷直流電機不使用機械的電刷裝置，采用方波自控式永磁同步電機，以霍爾傳感器取代碳刷換向器，以釹鐵硼作為轉子的永磁材料，性能上相較一般的傳統(tǒng)直流電機有很大優(yōu)勢，是當今最理想的調(diào)速電機。

無刷直流電機的定子是線圈繞組電樞，轉子是永磁體。如果只給電機通以固定的直流電流，則電機只能產(chǎn)生不變的磁場，電機不能轉動起來，只有實時檢測電機轉子的位置，再根據(jù)轉子的位置給電機的不同相通以對應的電流，使定子產(chǎn)生方向均勻變化的旋轉磁場，電機才可以跟著磁場轉動起來。

無刷直流電機定子的線圈中心抽頭接電機電源 POWER，各相的端點接功率管，位置傳感器導通時使功率管的 G極接 12V，功率管導通，對應的相線圈被通電。由于三個位置傳感器隨著轉子的轉動，會依次導通，使得對應的相線圈也依次通電，從而定子產(chǎn)生的磁場方向也不斷地變化，電機轉子也跟著轉動起來，這就是無刷直流電機的基本轉動原理——檢測轉子的位置，依次給各相通電，使定子產(chǎn)生的磁場的方向連續(xù)均勻地變化。

但隨著電機驅動系統(tǒng)變得更加集成化并且控制解決方案變得更容易獲得，系統(tǒng)設計人員發(fā)現(xiàn)使用 BLDC 電機解決方案比以往任何時候都更簡單，以便獲得性能和效率優(yōu)勢。為支持這一趨勢，TI 提供了高質量的開發(fā)工具來幫助我們快速啟動 BLDC 電機，同時最大限度地降低開發(fā)成本。

在之前的一篇文章中，我討論了 LaunchPad? 開發(fā)套件加 BoosterPack 方法，該方法實質上采用了微控制器 (MCU) LaunchPad 套件并添加了外設 BoosterPack，允許我們評估 MCU、外設和整個系統(tǒng)。

這種組合可以讓我們跳過為我們的電機系統(tǒng)設計、布局和調(diào)試測試板的昂貴且耗時的步驟。該套件允許電機系統(tǒng)設計人員連接電機并立即開始評估電機、驅動器和控制器的性能。圖 1 顯示了直接連接到套件的標準三相 BLDC 電機。24V 電源提供功率級和控制器電源軌。示波器正在查看輸入和輸出開關信號，并與 2kRPM 的電機電流進行比較。初步評估后，LaunchPad 和 BoosterPack 設計文件可用作最終系統(tǒng)設計的參考。

圖 1：評估電機系統(tǒng)的示例實驗室設置

例如，LAUNCHXL-F28027F和BOOSTXL-DRV8301一起使用 ( InstaSPIN-FOC ?) 無傳感器磁場定向控制技術設計 BLDC 電機系統(tǒng)。除了無傳感器 InstaSPIN-FOC 電機控制之外， LAUNCHXL-F28069M 還擴展了該方法，允許連接兩個 BoosterPack 并開發(fā)基于InstaSPIN-MOTION ? 編碼器的傳感器速度和位置磁場定向控制。現(xiàn)在，我們正在發(fā)布使用我們下一代 BLDC 電機柵極驅動器的BOOSTXL-DRV8305EVM （圖 2）。

圖 2：LAUNCHXL-F28027F + BOOSTXL-DRV8305EVM

除了評估硬件，TI 還提供全面的軟件和技術資源，以最大限度地減少開發(fā)開銷和時間。

BOOSTXL-DRV8305EVM 是基于 DRV8305 電機柵極驅動器和 CSD18540Q5B NexFET? 功率 MOSFET 的 15A 三相無刷直流驅動級。該模塊具有獨立的直流總線和相位電壓傳感以及用于無傳感器 BLDC 控制算法的獨立低側電流分流傳感。該模塊借助 LMR16006 0.6A 降壓穩(wěn)壓器為 MCU 提供 3.3V 電源。驅動級受到短路、過熱、擊穿和欠壓等全面保護，并且可通過 SPI 接口輕松配置。

該模塊非常適合采用 DRV8305 進行評估和快速開發(fā)。它旨在與兼容的 XL LaunchPad 一起工作。BoosterPack 可與 LAUNCHXL-F28207F（對于 InstaSPIN-FOC）組合使用，或者最多兩個 BoosterPack 可與 LAUNCHXL-F28069M（對于 InstaSPIN-FOC 或 InstaSPIN-MOTION）組合使用。通過 MotorWare 支持 InstaSPIN 解決方案。

特性

4.4V 至 45V 電壓電源輸入

支持最大峰值 20A 的 15A 連續(xù)電流輸出

為 BLDC 無傳感器控制解決方案提供相位電壓和電流反饋

超小型（2.0 x 2.2 英寸）完整無刷直流驅動級

驅動級受到全面保護，包括短路、過熱、擊穿和欠壓保護

MotorWare為每個硬件套件、GUI 和技術文檔提供了廣泛的電機控制庫、項目/實驗室/示例。LaunchPad + BoosterPack 組合使工程師可以立即開始軟件設計并在整個硬件設計階段取得進展。