专为无刷直流电机设计的单片机现世！取代有刷已成大势？

在节能减排已经成为消费者的新需求时，各种工业企业也开始了转型，配合国家的政策向节能减排发展。在动力部分，要想配合节能减排的方针政策，主要就是提高技术，选择适合的电机，那么什么电机既能满足生产需求又能做到节能减排呢?

有刷电机与无刷电机

有刷电机

由上图动画可以看到：在磁场中放置线圈，通过流动的电流，线圈会被一侧的磁极排斥，同时被另一侧磁极所吸引。电机中的换向器部分是靠电刷供电的，电刷的位置在转向器上方，随着旋转不断移动。通过改变电刷的位置，可使电流方向发生变化。换向器和电刷是直流电机旋转所不可或缺的结构。

无刷电机

无刷直流电机的定子（Stator）是线圈（Coil）绕组电枢，转子（Rotor）是永磁体。如果只给电机通以固定的直流电流，则电机只能产生不变的磁场，电机不能转动起来，只有实时检测电机转子的位置，再根据转子的位置给电机的不同相通以对应的电流，使定子产生方向均匀变化的旋转磁场，电机才可以跟着磁场转动起来。

无刷直流电机以电子换向器取代了机械换向器，所以无刷直流电机既具有直流电机良好的调速性能等特点，又具有交流电机结构简单，无换向火花，运行可靠和易于维护等优点。

无刷电机可以使用直流电源或者是交流电源供电，满足各种行业的不同需求，同时无刷电机的体积要比同功率的有刷电机30%以上，安装更为方便合理。最重要的是，无刷电机的电能转化率达到80%以上，比其他电机要节能50%。

电子产品大都在遵循“摩尔定律”，唯独电机产业近20年来没有任何更新换代——但随着半导体组件如功率组件(MOSFET)，微控制器(MCU)，驱动组件(Gatedriver)的普及，使得无刷直流电机的总成本降低很多，BLDC直流无刷电机技术替代传统电机已经势在必行。

据国家统计局统计，2010年以来，无刷直流电机(BLDC)行业收入连年增加，2016年为189.2亿元，同比增长22.3%，中国无刷直流电机(BLDC)的市场前景较为乐观，市场规模将进一步扩大。预计未来五年，行业增速仍将保持在20%左右的水平，到2022年行业市场规模将达到565亿元左右。

专为无刷直流电机设计的单片机

相较于传统直流有刷电机的电刷因长期磨损的关系需要一直保养维护，直流无刷电机不使用基于电刷的机械式换相，而是采用电子式换相，配置适当的驱动器来控制电机换相，可以提高效率且相对安静与省电，在现代许多家电、工业应用中都可以看到直流无刷电机。

高性能的BLDC电机相信是未来电机发展的重要趋势；与此同时，终端消费市场对电机驱动控制不再仅限于电机启停，定速变档等，还需要具有高性能，低噪音，效率高等要求；MCU作为电机驱动控制的大脑，变得尤为重要。

观察近年来的MCU市场规模，中国通用MCU产品中，32位MCU产品占比最高，达54%；其次为8位MCU产品，占比达43%。与全球MCU产品结构占比相比，中国16位及32位MCU产品占比仍较低。考虑到8位的单个芯片比32位芯片要便宜很多的事实，8位的出货量其实远高于32位的。

可见得32bit/8bit的选择不属于「是非题」，还是要视应用端而定。一般来说，控制型或大量需要位元（bit）运算的应用仍然会选择8bit MCU。此外，8bit MCU有些架构上的特点，如可较节省程式空间与降低中断延迟。

在许多嵌入式设计上，8位MCU比32位拥有更容易设计的优势，依循8位架构的软件和硬件比起32位将更为简易。

BD66FM5250 作为一款 8 位高性能精简指令集 Flash 单片机，它高度集成多种特性，专为无刷直流电机应用而设计。

在存储器特性方面，Flash 存储器可多次编程的特性给用户提供了较大的方便。除了 Flash 程序存储器，还包括 RAM 数据存储器和用于存储序列数据、校准数据等非易失性数据的 True EEPROM 存储器。此外通过使用 IAP 功能，便于用户直接将测量的数据存储至程序存储器中或进行应用程序更新。

此单片机具有性能良好、功耗低、I/O 使用灵活的特性，外加集成有定时器模块、内部振荡器、多通道 A/D 转换器、D/A 转换器、运算放大器、脉宽调制功能、16 位捕捉定时器模块、比较器、电机保护模块、霍尔传感器位置检测功能、 UART 接口功能、16 位 MDU、时基、低电压复位、低电压检测、暂停和唤醒功能。

虽是一款专为无刷直流电机应用而设计的单片机，但其强大的功能使得 它可以广泛应用于 A/D 产品中，例如传感器信号处理、电机驱动、工业控制、 消费类产品和子系统控制等。

合泰与华秋联合推出基于BD66FM5250定制的五节锂电池 BLDC 冲击扳手应用方案，可应用于脚手架冲击扳手等领域。

01

应用特性

■ 操作控制：VR无级调速、正反转控制

■ 档位显示、档位切换、断电档位记忆

■ 反转自停功能，断电功能记忆

■ 延时断电功能，关机后零消耗

■ 提供电压保护、过电流、过温及堵转保护功能

02

工作原理

电机控制工作原理简介（以 BD66FM5250 为例），分为转向与转速控制两个部分。

03

方框图

作为本土“元器件电商”的“探索者”之一，华秋商城致力为全球电子产业创造价值，向客户提供围绕“品牌选型+现货采购+海外代购+BOM 配单”的全流程服务。通过与全球 1500 多家原厂品牌及代理商搭建战略合作伙伴关系，华秋商城可直接获得原厂货源。

支持智能 BOM 整单配齐，一键上传，简单便利，解决您的多渠道采购烦恼；

支持方案、品牌、规格参数选型，解决您的多样化设计需求；

支持常用物料现货采购，20 万+SKU 自营现货充足，当日发货，解决您的常用型号稳供忧虑；

支持海外代购，提供紧缺、停产、断档、冷偏门元器件供应服务，2000 万+全球现货 SKU，解决您的缺料苦恼；

支持售前、中、后期 7*24 小时实时在线服务，充当您解决棘手问题的贴身顾问。

此外，目前针对 BLDC 领域，华秋电子可为用户提供从方案设计到各类元件采购的一站式解决方案，包括 BOM 配单一键采购、PCBA 加工。在各特定的细分行业，华秋电子还推出了如 BLDC 破壁机、抽油烟机、风扇吊扇、卷发棒、高速风筒等可量产的全套解决方案，欢迎进入方案中心查看了解更多~

（长按识别二维码即可查看更多BLDC方案）

如有意向在 BLDC 领域与华秋电子展开深度合作，请联系我们！

联系人

唐培钿

联系电话

+86-13640938171

联系邮箱

tangpeitian@huaqiu.com

长按扫码加入群聊

探索交流 BLDC 相关资讯

关于华秋

华秋电子，成立于2011年，是国内领先的电子产业一站式服务平台，国家级高新技术企业。以“客户为中心，追求极致体验”为经营理念，布局了电子发烧友网、方案设计、元器件电商、PCB 制造、SMT 制造和 PCBA 制造等电子产业服务，已为全球 30+客户提供了高品质、短交期、高性价比的一站式服务。

直流无刷电机解决方案，基于XL32F003单片机开发

无刷电机是在模界中用的很多的一种电机，无刷直流电机不使用机械的电刷装置，采用方波自控式永磁同步电机，以霍尔传感器取代碳刷换向器，以钕铁硼作为转子的永磁材料，性能上相较一般的传统直流电机有很大优势。具有高效率、低能耗、低噪音、超长寿命、高可靠性、可伺服控制、无级变频调速等优点。泛应用于工业控制、医疗设备、汽车和家用电器等领域。无刷电机需要通过单片机来进行控制，芯岭技术有着丰富的无刷电机开发经验，一起来看看吧。

无刷电机方案工作原理：

无刷电机中，换相的工作交由控制器中的控制电路(一般为霍尔传感器+控制器，更先进的技术是磁编码器)来完成。

无刷电机采取电子换向，线圈不动，磁极旋转。无刷电机，是使用一套电子设备，通过霍尔元件，感知永磁体磁极的位置，根据这种感知，使用电子线路，适时切换线圈中电流的方向，保证产生正确方向的磁力，来驱动电机。消除了有刷电机的缺点。

无刷直流电机由电动机主体和驱动器组成，是一种典型的机电一体化产品。由于无刷直流电动机是以自控式运行的，所以不会像变频调速下重载启动的同步电机那样在转子上另加启动绕组，也不会在负载突变时产生振荡和失步。无刷电机方案主控芯片介绍：

我们开发的无刷电机方案采用的是XL32F003系列单片机 ，XL32F003系列微控制器采用高性能的32 位 ARM® Cortex®-M0+内核，宽电压工作范围的MCU。嵌入高达64 Kbytes flash和8 Kbytes SRAM存储器，最高工作频率48 MHz。包含多种不同封装 类型多款产品。芯片集成多路I2C、SPI、 USART 等通讯外设，1路12 bit ADC，5个16bit定时 器，以及2路比较器。

XL32F003系列微控制器的工作温度范围为-40 C~85 °C，工作电压范围1.7 V~5.5 V。芯片提供 sleep和stop低功耗工作模式，可以满足不同的低功耗应用。

XL32F003系列微控制器适用于多种应用场景，例如控制器、手持设备、PC外设、游戏和GPS平台、工业应用等。

深圳市芯岭技术有限公司是一家创新的物联网整体应用解决方案商，从事芯片代理、方案开发、物联网产品研发、生产、销售，我们具备智能家电、智能家居、智能硬件、智能门店、智慧农业等物联网解决方案开发经验。

相关问答

[最佳回答]无刷电机的单片机控制原理主要涉及到单片机的程序控制、外部输入信号的处理以及PWM波的应用。下面详细解释这一原理:首先,单片机通过程序控制来实现对无刷电...

[最佳回答]用一个IO口一个2K的电阻接到一个三极管b,风扇+接12V+,风扇-接三极管c,三极管e接GND(三极管用8050)就可以

[最佳回答]你用单片机输出1ms~2ms的方波脉冲,重复频率可在20~100Hz,输出到电调的油门线(控制线)。如果是单向电调,1ms表示0%的油门,2ms表示100%的油门。如果是双向电...

[最佳回答]1.无刷电机自检声音其实是电机自身发出的。2.其实这是一个由单片机,电调和无刷电机所配合形成的。外部设备给单片机一个信号,然后触发单片机内部的开机程序,...

[最佳回答]无刷调速的原理是通过控制器里面的单片机检测调速转把输出型号强弱,再把这个变化的信号转变为驱动功率管的驱动信号,功率管以此提供相应的电流给电机运转,转把...

[回答]用2204的无刷电机就差不多了,我的穿过机用的就是这个配备,2205有点充分发挥没法性能,还是用2204的5尺寸浆续航也不俗

[回答]用凌阳单片机控制,是无刷电机控制专用单片机,SPMC75F2313A。

如果你要维持一个平面用2个轴的加速度传感器和对应的陀螺仪。加载MPU-6050的值到单片机。用加速度传感器和陀螺仪获得的值通过卡曼滤波用。这个2组...

[最佳回答]有交流直流之分,我们这里以直流DC5-12V的无刷电机的控制作为案例进行讲解。在实际使用的时候,根...

[最佳回答]无刷直流(BLDC)电机为同步电机,转子和线圈绕组中设有永久磁铁。它们可在电机定子上产生电磁。电气端子直接连接至定子绕组;因此,转子上未连接刷子或...