8位MCU的无感BLDC设计

 无论是炙手可热的工业4.0，还是近两年非常火的无人机，电机尤其是可以大范围调速、能量转换效率高的无感BLDC，在这些领域，扮演着非常重要的角色。

无感BLDC优势明显，但其驱动原理及实现却有些复杂，对设计者会有较高的要求。下面，将以小型无感BLDC控制为例，选用Silicon Labs的低功耗8位MCU EFM8BB10作为主控器件，提供完整的参考原理图、源代码，让攻城狮，即使新手，也可以轻松实现BLDC的开发。

一、硬件设计

图1：以EFM8BB10作为主控MCU的无感BLDC完整原理图

如图1，在基于EFM8BB10主控MCU的无感BLDC原理图中：Part1电源模块;Part2功率驱动电路;Part3是反向电动势反馈电压网络等;Part4是主控MCU，EFM8BB10;Part5是对外输出PWM信号;Part6是外部PWM输入信号;Part7是主回路电流检测电路。整个电路精炼、实用、成本低、体积小。

其中，选用EFM8BB10作为主控MCU，主要有以下优势：

优势一：EFM8BB10主频速度快，最高25MIPS，对于2极对的电机，最高可以实现200000RPM的高转速，完全可以胜任诸如无人机驱动的要求;

优势二：EFM8BB10内部集成了2个电压模拟比较器，并且，该比较器具备切断PWM输出的功能，当BLDC过载或电流异常时，可以及时、快速地切断BLDC的驱动信号，能很好地保护BLDC的安全;

优势三：EFM8BB10 采用QFN-20封装，体积仅3*3mm，对于诸如航模电机、电动牙刷等应用，器件小体积已成刚性需求;

优势四：在EFM8BB10芯片的生产上，采用了Silicon Labs先进的工艺，使得该器件的价格非常优秀，对于诸如无人机、电动牙刷等量大的应用，给客户带来的实惠，不言而喻。

综上，EFM8BB10以其高速度、多功能、小体积、低价格等因素，非常适合做无感BLDC的主控MCU。

二、软件设计

在关于软件方面，如附件，Silicon Labs提供完整的例程，而且是源码的，只要简单地修改相关参数，既可以可靠的驱动。

其中，对于无感BLDC，在驱动代码中，电机启动阶段是关键部分。Silicon Labs提供的例程中，采用的是成熟的三段式启动策略，即：电机转子预定位，电机的外同步加速，电机运行状态的转换。

另外，在开发平台上，有Silicon Labs的IDE、simplicity studio以及KEIL等多个平台可供客户选择。其中simplicity studio，可支持底层GUI配置、功耗评估等，自动化程度非常高，可显著给地客户开发工作带来方便、并缩短客户的开发时间。