BLDC（Brushless Direct Current）无刷直流电机已在家用电器、汽车、医疗、工业设备等领域被广泛利用，三相无刷直流电机是更主流产品。图1为三相无刷直流电机的驱动部分示 意图，紧张包括霍尔信息的采集，以及根据霍尔旗子暗记对三相逆变器做对应的调制，三相逆变器PWM的开关顺序已经PWM的占空比是调制的紧张内容，不同的调制 办法对BLDC的运行性能有很大影响，近年来随着电机掌握系统越来越风雅，在原来常见的方波120度脉宽调制根本上，正弦脉宽调制（SPWM）和空间矢量 脉宽调制（SVPWM）涌现，使电机脉动降落、电流波形畸变减小，但后两者的算法比较繁芜，本文将对三种调制办法逐一地先容其特性、事理及打算细节。安森 美半导体LC08000M芯片集成这三种调制办法，适宜运用在BLDC的驱动。
图1：三相无刷直流电机驱动示意图
1. 方波120度脉宽调制
利用霍尔值（每个电气周期6次变革），改变UVW相电流流向，但同一霍尔值内电流流向不变，任何时候只能一相的上桥和另一相的下桥导通，这种掌握办法大略，但存在最大60度的转矩偏角，效率降落，同时会伴有迁徙改变噪音。
图： Hall状态与PWM、三相反电动势、三相电流的对应关系
在上桥下桥PWM开关掌握顺序不同，我们可以做出下面5种模式的选装。
LC08000M为了减小在换相时转矩的颠簸，采取了PWM值过渡办法，这一处理能有效降落了迁徙改变噪音。
图3：LC08000M 方波120°脉宽调制的PWM与霍尔关系的对应图
图4：实测LC08000M方波120度脉宽调制的效果
2. 正弦脉宽调制（SPWM）
叠加在MOS管的直流电压可以通过PWM开关掌握来等效成正弦电压，由于中性点为0，因此电机的相电压也为正弦，从而使得电机相线电流也成正弦变革规则， 肃清了转矩颠簸。根据面积等效事理，正弦波还可以等效成PWM波。如图5所示，通过这种办法我们一直的调度PWM的占空最近实现正弦电压效应。
图5：正弦波与PWM波的等效图
正弦脉宽调制须要知道ωt的详细值，而我们从霍尔元件只可以读取到60°120°180°240°360°这个6个大体的位置信息，以是我们须要从前几次 霍尔值变革的间隔韶光推算出60度内的内角度。在电机静启动情形下，我们无法推算出内角度信息，因此启动情形下，我们还是要采取方波120度脉宽调制办法 启动，但电机得到一个稳定迁徙改变后，我们可以推算出内角度，就可以切换成正弦脉宽调制办法。
推算内角度方法：如图6-1首先打算出每个60°须要的韶光，除以PWM周期的韶光可以打算出60°内PWM的次数，从而得到60°内每增加1个PWM时内角度增加的值，在加上通过霍尔值对应的大角度值就得到当前的角度；UVW三相彼此相差120°相位。
图6-1
举例：PWM基本周期频率20KHz（50μs），8极对电机，在转速2000r/m时，求角度变革值
1） 2000r/m8 = 16000hall/m （每分钟的霍尔电气周期）
2）16000/60 = 266.67hall/s （每秒的霍尔电气周期）
3）1/266.67 = 3.75ms （每个霍尔周期须要的韶光）
4）3.75ms/6 = 625μs （每60度须要的韶光）
5）625μs/50μs = 12.5次 （每60度内PWM周期的次数）
6）60°/12.5=4.8° （每个PWM周期增加的角度值）
图6-2
然后通过查询代码中内置的sin函数值，在叠加上力矩输出哀求的百分比，这样我们可以在每次PWM周期结束后立即修正PWM的占空比，使其得到正弦脉宽调制办法。
LC08000M芯片有正弦脉宽调制（SPWM）功能，并且内部集成了上面的软件打算部分。
图7：实测LC08000M正弦脉宽调制（SPWM）的效果
3. 空间矢量脉宽调制（SVPWM）
与SPWM不同，SVPWM施加在电机端线上电压并非等效正弦波电压，此时电机中央点电压并非为0，但电机相电压仍旧为等效正弦，从而使得电机相线电流也成正弦变革规则。
三相全桥逆变器共8种开关模式，分别对应八个基本电压空间矢量U0~U7，U0和U7为零矢量，位于原点。别的6个非零矢量幅值相同，相邻矢量间隔 60°。根据非零矢量所在位置将空间划分为六个扇区。空间矢量脉宽调制便是利用U0~U7的不同组合，组成幅值相同、相位不同的参考电压矢量Uref，从 而使矢量轨迹尽可能逼近基准圆。
图8：基本空间矢量在空间的分布
图9为参考电压在第一扇区，有两个非零矢量U1U2和零矢量合成，当参考电压进入下一个扇区，采取新的相邻两个矢量与零矢量进行合成。基于矢量合成规则， 在符合T1+T2 <= Tpwm条件下，并哀求任意角度下V1和V2都能合成出的矢量，以是Uref_max=√3/2 Udc。调制度M=Uref/(Uref_max)=Uref/(√3/2 Udc)
比拟7段式和5段式可知，两者在零矢量的分配上存在很大的差异，单个PWM周期内，5段式方法将零矢量集中插入在中间，转矩脉动大，在低频时会导致明显的 走走停停不平稳征象，而7段式方法中零矢量的一半被插入在PWM周期的中间，另一半插入在PWM周期的两边，这样可以使得磁链的运转更加平稳，减少电机转 矩的脉动，使得低频时特性明显好于5段式，高频时特性差异不大。但5段式方法中每个PWM周期中，总有一相桥臂的开关管状态不须要改变，而在7段式方法 中，每一相桥臂的开关管都须要开关各一次，5段式比7段式开关次数减少1/3，以是5段式的开关功耗是最小的。综合来说在PWM周期达到10KHz以 上，5段式更加得当。
LC08000M芯片有空间矢量脉宽调制（SVPWM）功能，同样内部集成了繁芜打算功能，采取5段式矢量合成办法，使开关损耗最小。
图12：实测LC08000M空间矢量脉宽调制（SVPWM）的效果
小结
LC08000M集成方波120度脉宽调制、正弦脉宽调制、空间矢量脉宽调制三种模式，客户可以自由选择，芯片内部集成模式须要的打算部分，而且具有速率和电流的双闭环功能，同时具备电流电压保护功能，为客户的设计带了很大简化，非常适宜BLDC驱动方案的运用。
