全球在減少能源消耗方面的努力不斷增加,許多國家要求家電必須滿足中國標準化研究院 (CNIS)所訂定的效率標準。而為滿足這些標準,系統設計人員逐漸捨棄簡單易用的單相 AC 感應馬達設計,改為採用更具能源效率的低電壓無刷 DC (BLDC) 馬達。但是採用 BLDC 馬達的系統設計非常具挑戰性,因為通常需要複雜的硬體和最佳軟體設計,才能實現可靠的即時控制。業者如德州儀器(TI)以下提供三種方式,於如何加快 BLDC 馬達系統設計的同時,仍可實現能源效率。
首先為無代碼式無感測器控制,無代碼式馬達驅動器包含內建控制通訊演算法,可免除對馬達控制軟體開發、維護及合格的需求。這些馬達驅動器通常會從馬達取得回饋 (例如霍爾訊號或馬達相位電壓與電流訊號),即時運算複雜控制公式以決定下一個馬達驅動狀態,並提供脈衝寬度調變訊號以供閘極驅動器或金屬氧化半導體場效應電晶體 (MOSFET) 等類比前端元件使用。
在第二種方法,搭載整合式無感測器梯形波控制的 MCT8316A 這類整合式馬達驅動器,可提供最佳系統效能且與微控制器間無需複雜介面。在無感測器 FOC 演算法中,整合先進控制技術可大幅加快馬達調整,例如透過自我計算馬達參數或控制迴路調整自動化。提供馬達啟動的預設選項的導引式調整圖形使用者介面 (GUI)可幫助調整程序,並快速實現馬達轉動。此法適用 FOC 的 MCF8316A 和適用梯形波控制的 MCT8316A 等無代碼式馬達驅動器中包含多種馬達啟動、閉合迴路及馬達停止作業可配置選項,並大幅縮短設計週期時間。
過去典型的系統需要閘極驅動器、MOSFET、電流感測放大器、電壓感測比較器及類比轉數位轉換器, 整合式 BLDC驅動器還結合所有元件,提供精巧但使用簡單的解決方案。且具整合控制的馬達驅動器包含保護功能,例如MOSFET的過電流和過電壓保護還有溫度監控,讓設計人員能更輕鬆實現解決方案。