在工業(yè)大多數(shù)的電能損耗來自大型電機(jī)和固定速度的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因此，能效運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)未來實(shí)際負(fù)載需求應(yīng)用。BLDC電機(jī)滿足這一要求通過電子換向和調(diào)速控制。電機(jī)磁極繞組換向在最佳的轉(zhuǎn)子位置的是非常重要的，用于減少電損耗當(dāng)使用可變轉(zhuǎn)速和負(fù)載的情況。本文討論了不同的霍爾傳感器布置和一體化技術(shù)發(fā)展趨勢。 轉(zhuǎn)子位置反饋可靠性是很重要的，對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的性能。它允許定子繞組精確的換相，最大限度地減少電機(jī)電損耗。通常在120?相移UVW信號(hào)用于激活BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的換向。不同的選項(xiàng)are available today to generate the UVW signals.可產(chǎn)生UVW信號(hào)。 這可以使用霍爾傳感器或開關(guān)，可以組裝在繞組中或安裝在一個(gè)小的PCB上面；計(jì)算軟件基于反電動(dòng)勢數(shù)據(jù)從定子繞組；連接在電機(jī)軸上的光學(xué)或磁編碼器；或先進(jìn)的單片光學(xué)或磁編碼器芯片集成motorhousing.電機(jī)外殼當(dāng)中。 霍爾傳感器或開關(guān)廣泛用于BLDC電機(jī)，由于其低元件成本。這種方法需要有效的算法來計(jì)算UVW，從測得的反向電動(dòng)勢。同時(shí)快速微處理器或DSP需要減少執(zhí)行時(shí)間和減少額外的延遲時(shí)間。這種方法的局限，UVW信號(hào)的產(chǎn)生可以在快速負(fù)載變化，在低轉(zhuǎn)速和在同步操作上觀看到。硬件中檢測轉(zhuǎn)子的絕對(duì)位置被認(rèn)為是the most reliable opTIon. Attaching an opTIcal ormagneTIc encoder unit to the BLDC最可靠的選擇。連接在BLDC電機(jī)上的光學(xué)或磁性編碼器是有利的，當(dāng)需要高精度動(dòng)態(tài)定位，如果motor is advantageous when very high precisiondynamic posiTIoning is required andif the application is not cost sensitive.應(yīng)用對(duì)成本不敏感。 霍爾傳感器用于換向 在一個(gè)BLDC電機(jī)使用三個(gè)分離的霍爾傳感器/開關(guān)產(chǎn)生UVW信號(hào)基于傳感器的安裝位置，無論是在定子繞組，或組裝在小PCB上，0?，120?和240?，位置相對(duì)轉(zhuǎn)子永磁體。在某些情況下，一個(gè)磁極環(huán)連接到軸可以用。圖1的左邊顯示了三個(gè)霍爾傳感器/開關(guān)的機(jī)械位置，resulting UVW signals generated. The positionaccuracy of the UVW signals in relation用于UVW信號(hào)的產(chǎn)生。UVW信號(hào)定位精度與關(guān)的to the actual rotor position轉(zhuǎn)子實(shí)際位置depends on the mounting取決于安裝tolerances and matching of公差與配合霍爾傳感器/開關(guān)的靈敏度和穩(wěn)定性。磁場變化很多，由于a lotover temperature， rotor超溫，轉(zhuǎn)子速度和操作壽命（永磁老化），位置誤差很容易累加to +/-3? or more.+/ - 3?或更多。 另一種方法使用四個(gè)集成霍爾傳感器并且信號(hào)調(diào)理生成正弦/余弦信號(hào)，其中在360? 選擇磁/光學(xué)電機(jī)編碼 圖 1： BLDC電機(jī)位置檢測的選擇用于換向 現(xiàn)代混合信號(hào)集成的研究進(jìn)展，讓霍爾陣列加上所有的正弦/余弦信號(hào)調(diào)理和插值用于絕對(duì)位置，能夠在一個(gè)編碼器IC集成。代替the threediscrete Hall sensor/switches， a single三個(gè)分離的霍爾傳感器/開關(guān)，一個(gè)單一的5x5mm封裝可以組裝在同一個(gè)PCB （see igure 1）.PCB上（參圖1）。 該Z信號(hào)標(biāo)志轉(zhuǎn)子的零位置，允許從ABZ信號(hào)以簡單的方法計(jì)算電機(jī)的絕對(duì)位置，control or motion control system.在電機(jī)控制和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 從絕對(duì)位置也可以產(chǎn)生增量ABZ信號(hào)可用于監(jiān)測快速位置變化，以非常低的延遲。圖2顯示了上/下AB信號(hào)編碼，用于增量操作。當(dāng)電機(jī)的方向反轉(zhuǎn)AB信號(hào)改變其相移。該Z信號(hào)標(biāo)志轉(zhuǎn)子的零位置，允許從ABZ信號(hào)以簡單的方法計(jì)算電機(jī)的絕對(duì)位置，control or motion controlsystem.在電機(jī)控制或運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 圖2： 通過正弦/余弦產(chǎn)生UVW和ABZ With a sine/cosineto UVW interpolation用正弦/余弦到UVW，插值unit the commutation signals can be單元的換向信號(hào)可以產(chǎn)生兩個(gè)，四個(gè)或多個(gè)磁極BLDC-motor types. In this case eachBLDC電機(jī)類型。在這種情況下，每個(gè)commutation signal is shifted by 60? in換向信號(hào)偏移了60?phase. It can be used to control directly相位。它可以直接控制the BLDC-driver unit for block commutation. BLDC驅(qū)動(dòng)單元用于塊換向。它也可以通過電機(jī)控制器用來產(chǎn)生正弦波換向。一個(gè)集成的單芯片磁編碼器通常有多輸出選項(xiàng)，用于電機(jī)控制器或高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制器。但進(jìn)展遠(yuǎn)落后于當(dāng)前的需求。 提出了通過單芯片編碼器集成 單芯片編碼器一體化的進(jìn)展，使一個(gè)完整的“片上系統(tǒng)”具有多個(gè)輸出選擇用于BLDC電機(jī)。圖3顯示了BLDC電機(jī)反饋選項(xiàng)，以iC-MH8作為一個(gè)例子。在頂部的UVW其他信號(hào)的輸出選項(xiàng)設(shè)置，例如絕對(duì)位置通過SSI / BiSS接口， 圖3： 絕對(duì)磁編碼器電機(jī)控制帶輸出選項(xiàng) 芯片上的正弦/余弦信號(hào)放大到to 1 Vpp andprovided through a diferential1 Vpp，并且通過一個(gè)差分模擬輸出驅(qū)動(dòng)器，用于analogue output driver for external monitoring外部監(jiān)測或獨(dú)立的插補(bǔ)。他們也被用于12位實(shí)時(shí)正弦數(shù)字轉(zhuǎn)換器/插補(bǔ)器，以一個(gè)非常低時(shí)間延遲1μs.，小于1μS。 12位提供了一個(gè)小于0.1?的分辨率。一個(gè)絕對(duì)位置可讀出通過串行SSI（同步串行接口）或BiSS接口（雙向同步串行接口）的運(yùn)動(dòng)控制器。一個(gè)開放標(biāo)準(zhǔn)的SSI / BISS提供高速串行接口，也用于生產(chǎn)線配置。如果需要，集成的RS422線路驅(qū)動(dòng)器支持長電纜到電機(jī)或運(yùn)動(dòng)控制器。ABZ信號(hào)以2MHz的頻率更新并且延遲時(shí)間小于the 1μs. The zero position can be programmed in1μS。零位可編程256 steps （1.4?） for the incremental and 192steps256步（1.4?）用于增量，192步（1.8°）用于UVW接口。 也很重要的是要有設(shè)置和調(diào)理模擬信號(hào)的能力。這需要一個(gè)高質(zhì)量編碼器輸出信號(hào)。選擇BLDC電機(jī)換向磁極設(shè)置，可用于各種不同的電機(jī)設(shè)備類型?？烧{(diào)設(shè)置存儲(chǔ)在編碼器芯片的RAM并且能夠編程到片內(nèi)非易失性ROM中，上電后可讀。 光集成也可能 磁性編碼器芯片能夠更好的用于非?？量?，灰塵和嚴(yán)格的環(huán)境。然而光單片編碼器芯片帶換向輸出通過光學(xué)系統(tǒng)集成同樣變?yōu)榭赡?。其性能更高一些，但?duì)比表明，兩種技術(shù)齊頭并進(jìn)。圖4顯示了兩個(gè)單芯片光學(xué)編碼器帶增量和UVW輸出。這里的分辨率定義是碼盤確定的，并且使用三個(gè)光學(xué)傳感器用于產(chǎn)生UVW。電機(jī)的極對(duì)數(shù)定義是碼盤設(shè)計(jì)確定的。例如，四個(gè)光電二極管陣列可以提供高達(dá)20，000CPR用一個(gè)直徑33.2mm的碼盤。特殊的封裝如optoQFN符合這個(gè)光學(xué)解決方案需要。 現(xiàn)在的混合信號(hào)集成能力可以提供可靠、高度靈活單片編碼器芯片，并且可配置磁編碼器反饋選項(xiàng)具有12位分辨率。這與傳統(tǒng)的霍爾傳感器/開關(guān)系統(tǒng)相比較，具有高性能集成到電機(jī)殼體。在光學(xué)編碼器帶有集成的UVW輸出選擇，也是單芯片解決方案的發(fā)展趨勢。這些趨勢支持增強(qiáng)性能提高電機(jī)電子換向的能量效率，通過最好的電機(jī)反饋解決方案。 圖 4： 光學(xué)單芯片電機(jī)編碼器芯片帶UVW換向。