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無論是工業(yè)、家庭還是商業(yè)用電，電機所消耗的能源都占有很高的比例。如果改善電機系統(tǒng)的輸出、輸入功率比，就可以提高用電效率。所以各個國家或者地區(qū)都針對電機有關產(chǎn)品提出改進計劃。

家庭用電大約可分為電源轉換輸出(燈、電視)及電機驅動(冰箱、洗衣機、冷氣、風扇、吸塵器等)這兩大類，其中電機驅動所消耗的電力占家庭用電的70%。如果電機效率提升10%，一年約可節(jié)省100億度的電量，相當一座大中型核能發(fā)電站所發(fā)的電量。若再以全球一年的發(fā)電量約為20兆度來計算，可以節(jié)省2兆度的用電量。這個驚人的數(shù)字等同于兩百座中大型核電站的電量。而且在能源法規(guī)及環(huán)保議題帶動下，產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品升級已是維持經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的必要條件。

當今家電產(chǎn)品的驅動電機分為交流電機、直流電機兩類；直流電機又分為直流有刷及無刷電機。由于材料科學的進步，直流無刷電機(BLDC 或 PMSM)的研發(fā)及生產(chǎn)近期有相當大的突破。直流無刷電機具有安靜、無噪聲、免維護保養(yǎng)、壽命長、體積小的特性及優(yōu)點；尤其是高效輸入/輸出比，在節(jié)能及環(huán)保方面均有優(yōu)異表現(xiàn)。

直流無刷電機在技術層面以及進入門檻的要求都比其他電機(如交流、直流有刷)更高，因此擁有較高的附加值；同時在面臨能源短缺及環(huán)保要求雙重壓力下，高效率環(huán)保產(chǎn)品自然成了追求的目標，而采用直流無刷電機設計的產(chǎn)品輕松符合以上要求。

直流無刷電機控制驅動上可采用方波驅動(TrapezoidalControl)或磁通正弦PWM驅動兩種控制系統(tǒng)算法。其中，磁通正弦驅動備受業(yè)界囑目。

通正弦PWM

僅依靠3個霍爾零件無法順利產(chǎn)生正弦波相電流控制信號，必須整合高分辨率的位置編碼器來輔助霍爾零件，以取得更精確的位置信息，如此方能產(chǎn)生所需的正弦波。但位置編碼器的高成本卻不是一般應用所能接受的，空間向量調制應運而生。

空間向量調制PWM（SVPWM）也叫磁通正弦PWM法。它以三相波形整體生成效果為前提，以逼近電機氣隙的理想圓形旋轉磁場軌跡為目的，用控制器不同的開關模式所產(chǎn)生的實際磁通去逼近基準圓磁通，由它們的比較結果決定控制器的開關，形成PWM波形。此法從無刷電機的角度出發(fā)，把控制器和電機看作一個整體，以內切多邊形逼近圓的方式進行控制，使直流無刷電機獲得幅值恒定的圓形磁場(正弦磁通)。

具體方法又分為磁通開環(huán)方式和磁通閉環(huán)方式。磁通開環(huán)法用兩個非零向量和一個零向量合成一個等效的電壓向量，若采樣時間足夠小，可合成任意電壓向量。此法輸出電壓比正弦波調制時提高15％，諧波電流有效值之和接近最小。磁通閉環(huán)方式引入磁通反饋，控制磁通的大小和變化的速度。在比較估算磁通和給定磁通后，根據(jù)誤差決定產(chǎn)生下一個電壓矢量，形成PWM波形。這種方法克服了磁通開環(huán)法的不足，解決了直流無刷電機低速時，定子電阻影響大的問題，減小了電機的震動和噪聲。

在不同的應用場合及產(chǎn)品中，方波驅動具有低切換損失以及不需要精確的轉子反饋等優(yōu)點。但隨之而來的是轉矩脈動較大，較適合在大能量輸出場合使用。如載具、泵、工具機、工業(yè)用風扇及室外型產(chǎn)品。

弦波驅動無刷電機有運轉平順及無震動、無噪聲的優(yōu)勢，較適合場合:吸塵器、空調、冰箱、洗衣機、洗碗機、家用風扇等家用產(chǎn)品。

在這個電力缺乏與環(huán)保意識抬頭的年代，降低核能發(fā)電已是所有人共同努力的目標，對于高效能電機驅動的需求也逐漸被社會大眾所接受，當然電機控制芯片的設計要求也越來越高。比如，BLDC或PMSM電機的無傳感器、霍爾傳感器以及高階電機驅動器的無傳感器與PFC都是未來的發(fā)展趨勢。提供完整的設計方案與仿真軟件，除了可以簡化開發(fā)的時程，還能將電機驅動達到最優(yōu)化的效率，才能有效的縮短產(chǎn)品上市的周期。

[來源：互聯(lián)網(wǎng)]