前言

Tech Web Motor“基礎(chǔ)知識”的第一波文章為“電機驅(qū)動”的基礎(chǔ)篇。

據(jù)統(tǒng)計，近年來，全世界的馬達電機年生產(chǎn)量大約為100億臺，其功耗大約占據(jù)全世界總耗電量的50%。這一數(shù)據(jù)聽上去讓人覺得出乎意料，但是當我們細數(shù)一下，電腦的硬盤和光驅(qū)有冷卻風扇，洗衣機、冰箱、空調(diào)、混合動力汽車等身邊使用的物品中也使用了馬達電機，也就能夠理解為什么這一數(shù)量這么大了。另外以歐美為中心的國家明確表示將實現(xiàn)汽車的電動化，并將其作為解決環(huán)境問題的其中一個方法，這就表示馬達電機的需求將呈強勁增長的趨勢。

另一方面由于出臺了與世界能源問題相關(guān)的嚴格的節(jié)能法規(guī)，因此如何讓使用馬達電機的設(shè)備實現(xiàn)節(jié)能是當前的重要課題。實現(xiàn)馬達電機自身的節(jié)能化當然重要，而采用高效率的馬達電機驅(qū)動或控制方法也非常重要。

如上所述馬達電機可用于各種領(lǐng)域的各種應(yīng)用系統(tǒng)中。因此馬達電機的種類非常多，馬達電機的驅(qū)動方法和控制方法也非常多。我們在Tech Web Motor基礎(chǔ)知識“電機驅(qū)動”系列中，將對馬達電機的基礎(chǔ)知識和各種電機的驅(qū)動方法進行說明。

首先，我們來看近年來馬達電機驅(qū)動器所要求的四大要點。在此部分我希望從這四點出發(fā)，談一談實際的馬達電機驅(qū)動。

電機驅(qū)動器所要求的四大要點

①高可靠性

為了保護電機驅(qū)動器IC不受異常電壓和電流的影響，電機驅(qū)動器需要具備充分的保護功能，如防止因電源電壓降低而引起誤動作的功能等。另外還要求搭載在電機啟動時或強制停止和堵轉(zhuǎn)時控制電機電流的電流限制功能，以及將故障狀態(tài)輸出到外部主機處理器的功能，以確保安全性。

②低功耗、高效率

為了降低電機的功耗，需要低功耗的功率元器件和驅(qū)動技術(shù)。例如通過使用自動超前角調(diào)整功能等，可在從低速旋轉(zhuǎn)到高速旋轉(zhuǎn)的大范圍轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)獲得非常高的效率。

③靜音、低振動

對于電機工作時的噪聲和振動而言，驅(qū)動波形的優(yōu)化非常重要。這就需要根據(jù)各領(lǐng)域的用途，選擇最適合各種電機磁路的激勵驅(qū)動技術(shù)。比如無刷直流電機驅(qū)動器的合適激勵模式（120度、150度、正弦波）、風扇電機驅(qū)動器的軟啟動技術(shù)、步進電機驅(qū)動器的電流衰減方式（Decay技術(shù)）等。

④控制、便利性

通過FLL（速度控制）和PLL（相位控制）實現(xiàn)的電機數(shù)字旋轉(zhuǎn)控制技術(shù)，以及執(zhí)行器要求的高精度定位控制技術(shù)等高效驅(qū)動控制算法，對于高性能電機應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)而言是不可或缺的。要求實現(xiàn)設(shè)計人員可輕松利用的高效驅(qū)動控制算法，比如通過將已進行硬邏輯處理的控制算法應(yīng)用在驅(qū)動器IC上等。另外,驅(qū)動器IC間的兼容性可提高便利性。當在開發(fā)過程中規(guī)格發(fā)生變化時，可在不更改電機驅(qū)動控制電路板模式的情況下進行替換，這對于提高便利性而言也非常重要。

審核編輯黃宇