關(guān)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案的分析和介紹

照片中的演講者是 Robert，他正在給大家介紹 RT7100 所帶來(lái)的相電流是正弦波的效果。我對(duì)電機(jī)應(yīng)用沒(méi)有什么經(jīng)驗(yàn)，頁(yè)面的標(biāo)題又是“低轉(zhuǎn)速時(shí)的相電流波形”，所以我想可能是低轉(zhuǎn)速時(shí)電流太小了，實(shí)現(xiàn)正弦輸出并不容易，從感覺(jué)上推理我也是覺(jué)得比較難，所以也能看到他展示的做得不太好的方案的效果。

這是立锜在現(xiàn)場(chǎng)的展示臺(tái)，來(lái)自總部的應(yīng)用工程師 Allen 隨時(shí)等待著回答觀眾的提問(wèn)，我覺(jué)得他站在這里就像個(gè)巨人。前面那張照片是他拍的，色彩有點(diǎn)怪怪的，我估計(jì)他的手機(jī)攝像頭缺少了某種色素，或是加了什么濾鏡之類的。他面前的展示臺(tái)上有一臺(tái)風(fēng)機(jī)和與之相連的控制板，控制板長(zhǎng)成這個(gè)樣子：

這是我剛剛補(bǔ)拍的，只是希望你能看得清楚一點(diǎn)，背景是我的工作臺(tái)。AC220V 整流以后的高壓從右上角的綠色連接器輸入，經(jīng) U3 RT8409 轉(zhuǎn)換為 15V 低壓為門(mén)極驅(qū)動(dòng)電路 U5 RT7024 供電，15V 經(jīng)過(guò) U4 RT9058-50GX 輸出 5V 為 U2 RT7100 供電，頂部的功率元件 Q1-Q6 型號(hào)均為 RM05N60（沒(méi)想到吧，立锜也提供 MOSFET），它們的輸出經(jīng)過(guò)左上角的三腳連接器送入風(fēng)扇電機(jī)。用左下角的長(zhǎng)柄電位器可以對(duì)電機(jī)速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，下面這段短視頻是我在會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)拍攝的，你可以看到觀眾是如何玩它的。

RT7100 是電機(jī)主控，可以用于 PMSM/BLDC 電機(jī)的控制應(yīng)用中，電機(jī)有無(wú)霍爾傳感器都沒(méi)關(guān)系，它可以自行偵測(cè)轉(zhuǎn)子所在的位置以確定正確的操作。作為一款以 ARM Cortex-M0 32 位 MCU 為核心的控制器件，它集成了 MTP ROM、SRAM、PWM 和實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制所必需的外設(shè)，只要注入軟件即可根據(jù)需要開(kāi)展工作。立锜為之開(kāi)發(fā)的軟件是帶電流環(huán)控制的弦波 FOC 控制算法為核心的一套東西，用戶使用時(shí)可以根據(jù)自己的需要對(duì)相應(yīng)的用戶軟件部分進(jìn)行修改并配置參數(shù)，以便達(dá)成自己需要的效果。例如有的應(yīng)用是容許啟動(dòng)期間存在一定的反轉(zhuǎn)角度的，有的是不希望出現(xiàn)可見(jiàn)的反轉(zhuǎn)的，這些都可在參數(shù)配置時(shí)進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整。

作為一款專業(yè)的電機(jī)主控，RT7100 最時(shí)尚的配合伙伴是 IPM（智能功率模組），它們的結(jié)合可以構(gòu)建出零件數(shù)少、看起來(lái)很簡(jiǎn)潔的系統(tǒng)，給人比較高端的感覺(jué)，當(dāng)然也可以不厭其煩地像上圖所示的系統(tǒng)那樣與門(mén)極驅(qū)動(dòng)器配合來(lái)構(gòu)建系統(tǒng)，這樣的元件數(shù)就會(huì)比較多，但是由于相關(guān)的外圍資源來(lái)源眾多，使用起來(lái)不會(huì)有被卡脖子之虞。

關(guān)于 RT7100 的應(yīng)用電路和關(guān)鍵特性，現(xiàn)場(chǎng)提供的資料上是這樣展示的：

作為一個(gè)作者，我會(huì)比較喜歡用這樣的資料，很多的唇舌就不用再?gòu)U了，同時(shí)還一目了然，真心希望你也能喜歡，因?yàn)樗鼈円彩俏覉?zhí)筆的。

如果把門(mén)極驅(qū)動(dòng)器和主控 IC 集成在一起，二合一直流無(wú)刷電機(jī)控制器就誕生了，RT7075 就是這樣的作品：

這時(shí)候，外部的主要元件就是功率元件，使用 MOSFET 或 IGBT 均可，電路非常簡(jiǎn)潔，所需功率元件在市場(chǎng)上有大把的供應(yīng)商，不用擔(dān)心缺貨斷供。

立锜為 RT7100 和 RT7075 等配套的核心算法軟件是經(jīng)過(guò)了UL的安全驗(yàn)證并得到證書(shū)了的，客戶使用相應(yīng)主控構(gòu)建整體系統(tǒng)以后可以快速通過(guò) UL 認(rèn)證進(jìn)入市場(chǎng)。由于 3C 認(rèn)證的相關(guān)要求是從 UL 的調(diào)整而來(lái)，大部分認(rèn)證內(nèi)容一致，所以相應(yīng)資料也可以加快 3C 認(rèn)證的過(guò)程，而且已經(jīng)有家電大廠真的這么做了，這樣的成功案例可供新的項(xiàng)目作為參考使用。立锜另有各種工具可以幫助客戶快速完成研發(fā)、生產(chǎn)過(guò)程，所以項(xiàng)目導(dǎo)入成本很低，已經(jīng)被眾多客戶認(rèn)可使用，他們分別來(lái)自家電行業(yè)和電機(jī)行業(yè)。在 24 日那天還有幾家客戶來(lái)現(xiàn)場(chǎng)探討使用中遇到的問(wèn)題，借助AE的挹注，這樣的溝通就比我去做要容易多了。

上面提及的 RT7075 內(nèi)置 600V 高壓門(mén)驅(qū)動(dòng)，適合輸入電壓為 AC220V 的電機(jī)應(yīng)用，如果客戶產(chǎn)品僅使用在 AC110V 的環(huán)境下，則有 RT7076 可供選擇，它使用的是 250V 門(mén)驅(qū)動(dòng)。

有的應(yīng)用需要的功率不大，但是希望成本最佳，PCB 也要極端小型化，這時(shí)候可能就需要將功率元件、門(mén)驅(qū)動(dòng)和主控都集成在一起的產(chǎn)品，也就是所謂的三合一產(chǎn)品。型號(hào)為 RT7053 產(chǎn)品就是三合一的，它所集成的功率元件是 600V2A 的 IGBT，由于散熱限制，比較適合功率只有幾十瓦的低功率應(yīng)用，客戶可以根據(jù)自己的實(shí)際情況做選擇。一旦使用三合一的東西，系統(tǒng)的搭建就會(huì)變得非常簡(jiǎn)單，IC 部分再加一顆常見(jiàn)的 78L05 就可以了。

再稍晚些時(shí)候，立锜還將推出更加簡(jiǎn)潔的低壓二合一方案，它將把 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和 LDO 也集成在內(nèi)，想用簡(jiǎn)單方案的用戶可以等一等。

大家有時(shí)會(huì)有一個(gè)疑問(wèn)，就是某某 IC 能帶的最大功率是多少，原理上說(shuō)來(lái)，除了三合一產(chǎn)品會(huì)有所限制以外，像 RT7100 主控和 RT7075 等二合一產(chǎn)品是不會(huì)有功率限制的，用它們搭建起來(lái)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)板能帶的負(fù)載功率由與其配合的功率元件決定，與 IC 實(shí)際上無(wú)關(guān)。

說(shuō)了這么久也沒(méi)有實(shí)際介紹一下門(mén)極驅(qū)動(dòng)器，我有點(diǎn)把它們忽略了，下面以簡(jiǎn)圖侍候：

同樣的東西卻有不同的型號(hào)，那是因?yàn)樗鼈兊妮斎?a target="_blank">信號(hào)極性不同，因而可以與不同的電機(jī)控制器配合使用，并不僅僅局限于 RT7100。

聽(tīng)我啰嗦了這么久，不知道你是否會(huì)感覺(jué)眼睛累？為了撫慰一下你所受到的傷害，下面提供一種眼睛保健法，經(jīng)常做，保障你的眼睛健康是沒(méi)有問(wèn)題的。如果你還很年輕，輕度近視也是有機(jī)會(huì)被療愈的，建議你可以每天做上幾次。你也可以在你孩子身上實(shí)施這套方法，也就是說(shuō)你可以替別人做，但是一定要注意力度不能太大。

第一步，把一只手的中指指肚放在眉間的印堂穴上，與之相鄰的食指和無(wú)名指的指肚分別放在左右眼瞼上。三個(gè)手指同時(shí)輕按著順時(shí)針旋轉(zhuǎn) 9 圈，再逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) 9 圈，再以稍重一點(diǎn)點(diǎn)的力道點(diǎn)壓 9 次。點(diǎn)壓要以舒適為度，太重了就不舒服了。

第二步，食指和無(wú)名指抬起，用兩手大拇指替換按著印堂穴的中指，用兩大拇指的外沿刮眼眶至兩側(cè)的太陽(yáng)穴處，各以中指代替拇指按住太陽(yáng)穴順轉(zhuǎn) 9 圈再反轉(zhuǎn) 9 圈，最后點(diǎn)按 9 下，這個(gè)階段要把大拇指扣在無(wú)名指上，同時(shí)食指保持彎曲。

第三步，兩手各以拇指代替中指按住太陽(yáng)穴，用大拇指外沿刮眼眶至兩眼間的山根穴處，以一根食指代替另一手的大拇指，食指和大拇指捏著山根，兩指尖壓著皮膚向上、向外、向下再向內(nèi)運(yùn)動(dòng) 9 圈，再反向運(yùn)動(dòng) 9 圈，最后再捏 9 下。

第四步，兩手掌心對(duì)搓至掌心發(fā)熱，分開(kāi)后分別捂住兩眼（掌背隆起讓掌心不要接觸眼球），待感覺(jué)掌心發(fā)涼或是有汗?jié)窀袝r(shí)移開(kāi)再搓再捂，如是者三次或更多次，你可以根據(jù)自己的感覺(jué)來(lái)，因?yàn)槟愕难劬?huì)很舒服。

第五步，觀想體內(nèi)的病氣從頭到腳像風(fēng)一樣經(jīng)過(guò)你的涌泉穴流出進(jìn)入大地深處，然后就結(jié)束了，這時(shí)可以閉著眼睛休息一下，最好是什么都不要想。如果你是替孩子做的，你也要觀想他/她體內(nèi)的病氣被用同樣的方式排出體外，這時(shí)候可以用手配合著向下扇三次。不要對(duì)其作用有懷疑，你只要依法去想就會(huì)起作用的?；蛟S你從來(lái)就不知道自己具備這個(gè)能力，但是你真的就是有，而懷疑一出現(xiàn)，你的能力就打了折扣。如果你不做這個(gè)觀想，上述方法就只是相當(dāng)于按摩，會(huì)很舒服，但效果不會(huì)長(zhǎng)久，問(wèn)題會(huì)重新回來(lái)的。

這套方法對(duì)于?？词謾C(jī)的現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)是很好的眼保健方法，由于肝開(kāi)竅于目，這樣做對(duì)你的肝也會(huì)有好處，我在公司用午餐時(shí)在餐廳里看到大部分人的肝都不太好，心中總是覺(jué)得難過(guò)，這是讓我想分享此方法的原因，希望這也能幫助到你和你身邊的朋友。