电机是目前世界上最大的电力消耗者，并且占比非常大。荷兰能源研究中心(ECN)估计，全球发电量的45%是由电机消耗的。因此，为了推动效率的提高，各国正通过立法手段来提高电机的效率标准。2021年7月，欧盟开始实施“电机和变速驱动装置条例(EU) 2019/1781”，对之前被排除在标准之外的一些电机增加了最低效率限值，并缩短了为其他类型电机符合效率要求所预留的时间。此类法规显示的趋势很明显 – 所允许的最低效率将随着时间的推移不断提高。新的电机设计应尽可能的高效，以避免在其工作寿命结束前就被立法强制替换的风险。

　　这些法律涵盖了各种各样的电机，从基础设施泵中的大型电机到为PC风扇供电的微型电机。尺寸不是唯一的考虑因素 - 电机的类型也很重要。以前，有刷直流电机被广泛使用，但它们的效率相对较低，可靠性有限 – 电刷会随着时间的推移而磨损，需要更换。在各种运转速度和负载下对更高的效率和更大的可靠性的需求，导致无刷直流(BLDC)电机在新设计中被广泛采用。

　　无刷直流电机不需要电刷和换向器之间的物理接触。这一步消除了摩擦引起的机械损耗，使无刷直流电机更适合长期使用。由于转子不需要供电，因此无需电刷和滑环，换向器组件也简化了结构。这也使得无刷直流电机在更小的封装内，每瓦特输出的扭矩比有刷直流电机更大。

　　无刷直流电机使用永磁体作为转子，它与定子线圈产生的电磁场相互作用。这些线圈以精确的模式导通和关断，以确保转子有效转动。这种模式由微(MCU)算法决定，并使用嵌入电机的传感器提供实时反馈以实现精确控制。微向开关发送信号，控制通过线圈的电流。尽管微控制给电机驱动器增加了一些复杂性，但它提供了更大程度的灵活性和精确性。

　　由于有关电机效率的法规标准针对的是整个电机组件的运行情况，因此必须使每个阶段的运行达到最佳状态，以尽量减少整体损耗。这包括用于为电机供电的逆变器。逆变器的性能受到热量的限制。除了缩短逆变器的使用寿命外，当驱动器过热时，不良的热性能会阻止逆变器向电机驱动器提供足够的电流。解决散热问题的典型方法是使用散热片，或在某些情况下使用辅助风扇，但这两种解决方案都不太理想。两者都会加大电机尺寸和重量，这不利于实现电机小型化，并且会增加BOM物料数、增加设计复杂性并降低设计的机械强度。

　　Power Integrations (PI) – 在开发用于离线功率变换和栅极驱动的高度集成的高压IC方面拥有丰富的经验 - 能够从两个不同的方向解决这个问题。第一个方法是提供一种有效的架构，最大限度地减少需要耗散的热量。第二个方法是采用单独的IC分别驱动各个相的电机绕组，以提供一个可扩展的解决方案，其灵活性足以支持单相和多相电机。每个驱动器的损耗所产生的少量热量均匀分布于整个PCB上，而不是集中在某个集中发热点。

　　这就是我们的BridgeSwitch™系列集成半桥(IHB)电机驱动器，适用于驱动同步电机（无刷直流或永磁同步电机(PMSM)）以及异步电机（例如交流感应电机）。BridgeSwitch器件的效率可高达98.5%，适用于功率范围为30W（典型IRMS = 0.2A）至400W（典型IRMS = 1.1A）的逆变器设计。BridgeSwitch IC集成了下管和上管驱动器、、电平变换器和两个N通道600V快速恢复外延型二极管FET (FREDFET)，并可提供无损耗的电流检测功能。FREDFET具有极快恢复的体二极管，使其成为驱动电感负载的理想选择。它们可显著降低开关损耗，并具有软恢复特性以减少EMI。

　　BridgeSwitch IC可自行供电，允许使用更简单的系统供电电源（例如PI的LinkSwitch™-TN2）来驱动微。可以使用小型非隔离驱动器，而不是传统设计中的多路输出隔离反激式方案，从而进一步缩减BOM、降低设计复杂性并减小电路板空间。内部还集成逆变器诊断功能，可减少所需的传感器数量和微处理器故障处理资源占比。BridgeSwitch IC集成了许多基于硬件的故障保护和外部系统级监测功能。这种硬件方案不仅能提供比软件保护更快的响应，而且由于该架构具有硬件方式实现的逐周期下管和上管过流保护以及板载监测功能，因此更容易通过UL/IEC 60730认证。通过硬件方式实现这些功能，意味着满足UL/IEC 60730的软件要求从B级降低到A级，无需在软件更新后重新认证。

　　为了让设计更快地推向市场，PI还为BridgeSwitch产品系列开发了多款无刷直流电机参考设计套件(RDK)。新的参考设计可提供高达400W的输出功率且无需散热片，能够支持具有更大RMS电流要求和高散热要求的应用，如压缩机、吸油烟机以及家用和商用风机和泵。

　　RDK-851是一款使用BridgeSwitch IC BRD1260C的50W高压无刷直流电机控制设计，适用于风机应用。这种具有控制输入接口的三相逆变器可提供超过93%的效率。该设计采用直径为88mm的PCB。

　　(LNK3204D)为电流检测放大器供电，也可选择为BridgeSwitch器件提供外部偏置供电。

　　RDK-853是一款非常出色的300W压缩机三相电机驱动解决方案，它在整个负载范围内的效率超过98%，并且采用95mm x 75mm的PCB。该方案使用BridgeSwitch IC

　　BRD1265C和LinkSwitch-TN2 LNK3204D IC，它具有可提供瞬态相电流输出信号的信号接口并可为每个BridgeSwitch器件提供故障报告，从而支持任何微实现无传感器FOC控制。

　　PI还提供单相无刷直流电机驱动器参考设计。RDK-872是一款效率高达97%的70W设计方案。这款单相逆变器使用了两个采用薄型表面贴装封装的BridgeSwitch BRD1261C IC，其裸焊盘能够通过PCB进行散热。

　　RDK-873是一款效率高达95%的30W紧凑型无刷直流电机驱动器。逆变器功率级使用两个BridgeSwitch BRD1260C电机驱动器IC，并且采用全桥逆变器设计。

　　为了进一步简化设计过程，PI推出了Motor-Expert™，这是一款电机控制配置和诊断应用程序，为所有参数和命令提供了图形用户界面，以及用于以串行模式与电机交互的终端仿真器。Motion Scope（运行概览）功能提供可实时查看的重要变量的线性图。

　　注意:在看这一节之前必须看完这一节之前的三节教程。 (一)PID原理 PID的是典型的误差反馈控制系统,是古典控制理论中最为常见的一种控制方法,而且至今仍被广泛使用,对于电机的闭环控制,我使用增量式PID进行控制,设定的采集以及计算时间为100ms,电机的输出PWM范围为0-10000,方向使用电平单独控制,在这个控制过程中仅仅使用了PI两项,并没有使用D项,PI控制电机的效果比较理想。 (二)程序编写 (1)h文件 //普通速度环 基本速度控制 //简易增量式PID typedef struct { int16 exval; int16 nowval; float kp; float ki;

　　闭环 /

　　之前很多文章有提到功能安全的概念，包括符合ASIL-D的 电机 ，符合ASIL-B/ASIL-D的车规MCU； 今天，小二分享基于ISO26262阐述的安全概念，进行的新能源汽车牵引电机 逆变器 的开发（参考NXP方案），水平有限，欢迎留言交流； 安全目标及开发流程 功能安全的目标是将风险最小化到可接受的水平，风险定义为：发生损害的概率和该损害对人员的影响（以及在较小程度上对设备和环境的影响）； 常用降低风险的措施分为故障避免、故障检测和故障处理措施； ISO26262中阐述的V模型，非常经典；对于功能安全的开发，从概念阶段的项目定义开始，经过危害分析及影响，形成技术安全需求，再到具体的软硬件开发，验证及

　　设计 /

　　STM32是一系列由STMicroelectronics生产的32位ARM微。它们被广泛应用于各种应用领域，如工业控制、汽车电子、嵌入式系统、通讯、医疗设备等。STM32具有低功耗、高性能、高可靠性的特点，支持多种通信接口和众多的外设，可满足不同应用领域的需求。 STM32F103器件采用Cortex-M3内核，CPU最高速度达72 MHz。该产品系列具有16KB ~ 1MB Flash、多种控制外设、USB全速接口和CAN。 STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M 内核STM32系列的32位的微，程序存储器容量是64KB，需要电压2V~3.6V，工作温度为-40°C ~ 85°C。STM

　　驱动器与点灯代码实例 /

　　1 概述 随着全球绿色能源计划的推进，电动车、电动汽车有了迅猛发展，这种发展势头有持续高升的趋势。在美国加州，电动车辆占有80%的市场份额，而且这种比例仍将进一步扩大。如此大的销售量就使得它的价格、寿命非常敏感。而占整机价格20%的铅酸蓄电池的寿命无疑是我们关注的焦点。业界广为流传的一句话就是：电池不是用坏的，是充坏的。原因是随着电池的使用，电池的特性发生了变化，而充电器的充电方式不能跟随电池特性而变化，导致电池逐渐被充坏。目前市场上的充电装置不能有效控制充电过程，容易造成电池欠充、过充甚至被损坏的恶果。电池充满时，电池会发热，这时若没有热保护电路则会造成过充电，还会因为高温而造成电池外壳变形。针对此问题笔者设计了一

　　的设计 /

　　2017中国（无锡）国际新能源大会暨展览会（CREC 2017）将于11月2~4日在无锡盛大召开，上能电气将携全系列组串式逆变器、集中式逆变器、集散式逆变器及储能解决方案璀璨亮相，倾情呈现丰富而领先的产品家族。   1、户用光伏市场蓬勃发展，上能电气将重磅展出SP系列单相和三相户用光伏逆变器（SP-3000/5000/6000/8000/100000/120000），高效、智能、安全可靠、便携安装，集科技与颜值于一身。     2、上能电气将展示SP-20K/40K/50K/50K-L/60K-L中压和低压并网光伏逆变器。采用多电平、软开关、多路MPPT输入等领先设计和创新科技，同时配合专利组串P-V曲线扫描技术、P

　　伺服电机的概念和工作原理 伺服电机是一种可控的精密电机，通过使用反馈控制系统来实现对位置、速度和加速度等参数的高精度控制。伺服电机常用于需要精密运动控制的应用场合，比如机床、印刷设备、自动化设计和工业自动化等领域，具有运动平稳性、定位精度、速度控制和重复性等方面的高性能。 伺服电机的工作原理基于反馈控制系统，通过接收编码器反馈的位置、速度和加速度信息，可以实时调整电动机的电流输出，以达到高精度的运动控制。 与传统的普通电机和步进电机不同，伺服电机可实现高速、高精度和高重复性的运动控制，应用于各种工业应用和自动化领域。它的运动精度和控制范围极高，可进行自适应控制，适用于各种自动化控制领域，例如CNC、机器人和自动导航等

　　引言 步进电机是一种重要的执行装置，广泛用于工业控制和各种办公设备中，步进电机的稳定可靠运行直接关系到工业控制的精度和设备的质。