通過上期學習，大家已經熟悉了無刷電機的基本驅動原理以及無刷電機運行狀態的各種細節，在今天的芝識課堂中跟無刷電機來一次更近距離的接觸吧！我們將解構無刷電機，滿足大家的好奇！

圖1展示了一個典型的無刷電機基本系統，在這個系統中包含了四個功能單元，分別是微控制器（MCU）單元、逆變器電路、電機和位置檢測，這四個單元詮釋了一個基本無刷電機系統的主要結構和工作狀態流程（參考箭頭方向）。

圖1 無刷電機基本系統結構圖

在圖1的無刷電機工作流程中，首先是從MCU輸出PWM信號作為驅動電機的電壓控制邏輯到逆變器，經由逆變器芯片以特定的頻率和電壓驅動無刷電機（驅動電路是包括逆變器電路在內的所有外圍電路的統稱）。驅動電路輸出的信號傳遞到電機后即開始整個電機的工作，在電機工作開啟后，霍爾傳感器用來檢測電機轉子的位置信息，在無傳感器電機中轉子的位置則由感應電壓檢測，檢測到的轉子位置信息將傳送回MCU單元，在MCU單元的控制電路中，最簡單的驅動方法是方波驅動。而相較于方波，正弦波驅動方法的效率更高。

另外我們還需要關注幾個關鍵信息

在無刷電機的工作流程中，PWM（脈沖寬度調制）用于控制電機線圈內的電力，通過反復打開和關閉輸出來控制輸出功率。恒定電壓下，以恒定的脈沖周期運行電機，電機線圈中產生的電壓取決于電壓脈沖的寬度。它利用了半導體的特性，即開關狀態的損耗最小，而中間狀態的損耗最大。由于PWM控制具有優異的可控性和較高的效率，在逆變電路中得到了廣泛的應用。此外，它還可以用于控制直流有刷電機。在逆變電路中，通過周期性地改變PWM控制的打開狀態（占空比），可以產生最適合驅動電機的正弦波交流電壓。

逆變器是進行功率轉換的裝置，我們把負責將直流電轉換為交流電的設備稱為DC-AC逆變器。通常，通過組合AC-DC轉換器和DC-AC逆變器來轉換指定頻率和電壓的電路稱為逆變電路（逆變器）。電機系統中的逆變器單元通過高效的驅動和平穩的旋轉實現寬范圍的轉速，由于輸出電壓和輸出頻率可以任意控制，所以被廣泛用于控制交流電機和無刷電機的轉速，實現了低功耗、高效率的驅動。

驅動IC是一種驅動電機的逆變電路，其結構如圖2所示。例如，一臺3相小電機有6個功率元件和6個二極管。功率元件有晶體管、FET、IGBT等。由于實際驅動電機的是大電壓、大電流，所以需要一個驅動電路將控制電路的PWM輸出轉換為高電壓、大電流。由于驅動電機的FET和IGBT等功率元件需要12V左右的大驅動電流來驅動，因此需要一個預驅電路。低電壓的小功率電機可以在沒有預驅電路的情況下驅動。

圖2 驅動IC的實際示意

今天的芝識課堂中，我們跟大家一起熟悉了無刷電機的基本組成單元，以及PWM和逆變器單元在電機工作流程中的作用。下一期的芝識課堂，我們將帶大家繼續了解無刷電機的轉子位置檢測、方波驅動和正弦波驅動的詳細知識，敬請期待！

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