【導讀】機器人必需裝配多個電機，才能夠用於移動機器人主體或是機器人的手臂
、四肢

，其中又以使用無刷直流電機（BLDC）weizhuliu，weilegaoxiaodequdongwushuadianji
，biandexuanzeheshidewushuadianjiqudongqi。benwenjiangweininjieshaowushuadianjiyuqudongqidetexingyuxuanzeyaodian，yijiyouansenmei（onsemi）推出的無刷電機驅動器的產品特性。

比有刷電機更加高效的無刷電機

無wu刷shua電dian機ji和he有you刷shua電dian機ji是shi兩liang種zhong不bu同tong的de電dian機ji類lei型xing
，它ta們men的de主zhu要yao區qu別bie在zai於yu其qi內nei部bu的de電dian刷shua結jie構gou是shi否fou存cun在zai。有you刷shua電dian機ji內nei部bu有you一yi對dui電dian刷shua與yu旋xuan轉zhuan的de轉zhuan子zi接jie觸chu，通tong過guo電dian刷shua將jiang電dian能neng傳chuan遞di給gei轉zhuan子zi，從cong而er產chan生sheng轉zhuan動dong。而er無wu刷shua電dian機ji則ze不bu需xu要yao電dian刷shua，通tong過guo內nei部bu的de電dian子zi控kong製zhi器qi（如晶體管）控製電流方向
，直接向轉子中的磁鐵施加電磁力，從而產生轉動。

由you於yu無wu刷shua電dian機ji沒mei有you電dian刷shua，因yin此ci可ke以yi在zai高gao速su運yun轉zhuan時shi減jian少shao摩mo擦ca和he磨mo損sun，因yin此ci通tong常chang比bi有you刷shua電dian機ji更geng有you效xiao率lv。此ci外wai，無wu刷shua電dian機ji還hai可ke以yi更geng精jing確que地di控kong製zhi轉zhuan速su和he轉zhuan矩ju，因yin此ci更geng加jia適shi合he需xu要yao高gao精jing度du運yun動dong控kong製zhi的de應ying用yong。

另(ling)外(wai)
，由(you)於(yu)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)電(dian)刷(shua)部(bu)分(fen)容(rong)易(yi)磨(mo)損(sun)

，需(xu)要(yao)定(ding)期(qi)更(geng)換(huan)，因(yin)此(ci)需(xu)要(yao)更(geng)多(duo)的(de)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)。無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)則(ze)不(bu)需(xu)要(yao)這(zhe)些(xie)維(wei)護(hu)工(gong)作(zuo)，因(yin)此(ci)更(geng)加(jia)方(fang)便(bian)使(shi)用(yong)。不(bu)過(guo)，在(zai)通(tong)常(chang)情(qing)況(kuang)下(xia)，無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)比(bi)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)成(cheng)本(ben)更(geng)高(gao)
，但(dan)隨(sui)著(zhe)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)技(ji)術(shu)的(de)不(bu)斷(duan)進(jin)步(bu)和(he)市(shi)場(chang)競(jing)爭(zheng)的(de)加(jia)劇(ju)，無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)成(cheng)本(ben)已(yi)經(jing)越(yue)來(lai)越(yue)接(jie)近(jin)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)。

由(you)於(yu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)器(qi)來(lai)管(guan)理(li)磁(ci)場(chang)和(he)電(dian)流(liu)
，因(yin)此(ci)它(ta)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)更(geng)加(jia)高(gao)效(xiao)，且(qie)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)能(neng)夠(gou)在(zai)低(di)轉(zhuan)速(su)下(xia)提(ti)供(gong)高(gao)轉(zhuan)矩(ju)
，這(zhe)使(shi)得(de)它(ta)們(men)適(shi)用(yong)於(yu)需(xu)要(yao)啟(qi)動(dong)力(li)的(de)應(ying)用(yong)，如(ru)電(dian)動(dong)工(gong)具(ju)和(he)機(ji)器(qi)人(ren)等(deng)。由(you)於(yu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)能(neng)夠(gou)在(zai)高(gao)轉(zhuan)速(su)下(xia)運(yun)轉(zhuan)，這(zhe)使(shi)得(de)它(ta)們(men)適(shi)用(yong)於(yu)需(xu)要(yao)高(gao)速(su)運(yun)動(dong)的(de)應(ying)用(yong)
，如(ru)無(wu)人(ren)機(ji)和(he)電(dian)動(dong)車(che)等(deng)。

此(ci)外(wai)
，因(yin)為(wei)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)是(shi)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)器(qi)，而(er)不(bu)是(shi)電(dian)刷(shua)和(he)集(ji)電(dian)器(qi)等(deng)機(ji)械(xie)零(ling)件(jian)

，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)更(geng)加(jia)耐(nai)用(yong)
，加(jia)上(shang)由(you)於(yu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)運(yun)轉(zhuan)是(shi)通(tong)過(guo)電(dian)子(zi)控(kong)製(zhi)器(qi)調(tiao)節(jie)電(dian)流(liu)而(er)實(shi)現(xian)的(de)
，而(er)不(bu)是(shi)通(tong)過(guo)機(ji)械(xie)的(de)摩(mo)擦(ca)和(he)接(jie)觸(chu)來(lai)實(shi)現(xian)
，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)通(tong)常(chang)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)更(geng)加(jia)安(an)靜(jing)。由(you)於(yu)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)比(bi)傳(chuan)統(tong)的(de)有(you)刷(shua)電(dian)機(ji)具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)性(xing)能(neng)和(he)壽(shou)命(ming)
，因(yin)此(ci)它(ta)們(men)被(bei)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)於(yu)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)中(zhong)，包(bao)括(kuo)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)
、家用電器、電動工具、無人機、電動車等。

無刷電機的選購要訣

選擇無刷電機時，首先您需要確定您的應用需要什麼類型的無刷電機，例如您是需要高轉矩、高(gao)速(su)度(du)還(hai)是(shi)兩(liang)者(zhe)兼(jian)備(bei)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)，這(zhe)樣(yang)才(cai)能(neng)為(wei)您(nin)的(de)應(ying)用(yong)提(ti)供(gong)最(zui)佳(jia)的(de)效(xiao)能(neng)。此(ci)外(wai)
，還(hai)需(xu)要(yao)根(gen)據(ju)電(dian)源(yuan)供(gong)應(ying)和(he)應(ying)用(yong)需(xu)求(qiu)
，來(lai)選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)電(dian)壓(ya)和(he)功(gong)率(lv)。一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)
，輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)和(he)功(gong)率(lv)越(yue)高(gao)，無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)性(xing)能(neng)就(jiu)越(yue)好(hao)
，但(dan)相(xiang)應(ying)的(de)成(cheng)本(ben)也(ye)會(hui)增(zeng)加(jia)。

另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)
，您(nin)需(xu)要(yao)確(que)定(ding)應(ying)用(yong)所(suo)需(xu)的(de)轉(zhuan)速(su)範(fan)圍(wei)，並(bing)選(xuan)擇(ze)能(neng)夠(gou)提(ti)供(gong)所(suo)需(xu)轉(zhuan)速(su)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)。無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)效(xiao)率(lv)很(hen)重(zhong)要(yao)，因(yin)為(wei)高(gao)效(xiao)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)可(ke)以(yi)節(jie)省(sheng)能(neng)源(yuan)和(he)降(jiang)低(di)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)。因(yin)此(ci)，選(xuan)擇(ze)高(gao)效(xiao)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)可(ke)以(yi)為(wei)您(nin)的(de)應(ying)用(yong)帶(dai)來(lai)更(geng)好(hao)的(de)效(xiao)能(neng)和(he)經(jing)濟(ji)效(xiao)益(yi)。再(zai)來(lai)還(hai)需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)耐(nai)用(yong)性(xing)和(he)壽(shou)命(ming)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)維(wei)修(xiu)和(he)更(geng)換(huan)零(ling)件(jian)的(de)次(ci)數(shu)，並(bing)降(jiang)低(di)使(shi)用(yong)成(cheng)本(ben)。最(zui)後(hou)

，需(xu)要(yao)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)可(ke)靠(kao)的(de)品(pin)牌(pai)和(he)高(gao)質(zhi)量(liang)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)，以(yi)確(que)保(bao)您(nin)的(de)應(ying)用(yong)能(neng)夠(gou)長(chang)時(shi)間(jian)穩(wen)定(ding)運(yun)行(xing)，並(bing)為(wei)您(nin)帶(dai)來(lai)最(zui)大(da)的(de)效(xiao)益(yi)。

選擇無刷電機驅動器的重點

選擇完無刷電機，便得開始選擇無刷電機驅動器。首先，您需要確定您所使用的無刷電機類型，例如直流無刷電機
、步bu進jin無wu刷shua電dian機ji等deng，並bing選xuan擇ze相xiang應ying的de無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi。再zai來lai則ze需xu要yao根gen據ju您nin所suo使shi用yong的de無wu刷shua電dian機ji的de電dian流liu和he電dian壓ya，來lai選xuan擇ze相xiang應ying的de無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi。通tong常chang，無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi的de最zui大da電dian流liu和he最zui大da電dian壓ya應ying該gai大da於yu無wu刷shua電dian機ji的de額e定ding電dian流liu和he額e定ding電dian壓ya。

此外
，無刷電機驅動器有多種控製方式，例如PWM控製
、脈mai衝chong方fang向xiang控kong製zhi等deng
，因yin此ci需xu要yao選xuan擇ze適shi合he您nin的de應ying用yong的de控kong製zhi方fang式shi
，再zai來lai需xu要yao確que定ding您nin的de應ying用yong是shi否fou需xu要yao速su度du控kong製zhi功gong能neng
，如ru果guo需xu要yao，便bian需xu要yao選xuan擇ze支zhi持chi速su度du控kong製zhi的de無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi。無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi通tong常chang具ju有you過guo電dian流liu保bao護hu
、過guo熱re保bao護hu等deng保bao護hu功gong能neng
，您nin需xu要yao確que定ding應ying用yong是shi否fou需xu要yao這zhe些xie保bao護hu功gong能neng
，以yi選xuan擇ze相xiang應ying的de無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi。當dang然ran
，可ke靠kao的de品pin牌pai和he高gao質zhi量liang的de無wu刷shua電dian機ji驅qu動dong器qi將jiang有you助zhu於yu您nin的de應ying用yong能neng夠gou穩wen定ding運yun行xing
，確que保bao整zheng體ti係xi統tong的de運yun作zuo效xiao率lv。

易於使用的無刷電機驅動器

針對高精度的機器人應用，安森美推出了NCD83591無刷電機驅動器，這是一款用於電機控製應用的三相60V柵極驅動器。NCD83591相當易於使用，具有高增益帶寬電流檢測放大器
，非常適合梯形電機控製應用。它包括高側5至250mA的可配置FET恒定柵極驅動源電流

，這是低側成比例的灌電流的2倍。高側柵極和源極輸出引腳驅動可通過嵌入式電荷泵啟用，允許直流靜態驅動，並可承受-12V直流電壓。

NCD83591支持內部產生的柵極驅動電源電壓，寬工作電壓範圍使該器件非常適合5 V（最小值）至60 V（最大值）的工業和商業應用
，容差則為4 V至70 V。柵極驅動器采用小尺寸QFN28 (4x4)封裝

，集成度高，是優化整體BOM成本的理想選擇。

NCD83591是具有70V absMax的60V三相柵極驅動器

，具有嵌入式電流檢測放大器，外部可配置為嵌入式10MHz GBW通用放大器
，可用於高端柵極驅動的集成電荷泵，可通過VDRV引腳的輸入電平進行16種設置，可用於交叉傳導保護和優化死區時間的柵極感應。

NCD83591具有可用於電流檢測，嵌入式電荷泵功能允許直流靜態驅動，支持強阻斷電流防止自導通功能
，在VDD（核心）電源丟失期間，內部柵極下拉至GND，支持VM
、VGL和VGH−VM上的欠壓鎖定
，具備5 V/3.3 V兼容6輸入控製功能，以及高達30 kHz的電機PWM，具有獨立的六門控製模式
、4 kV HBM和1 kV CDM ESD保護，並是一款無鉛器件。安森美也推出支持NCD83591的NCD83591AS-GEVB評估板，以加快產品的開發速度。

NCD83591可應用於電力設備、建築和工業自動化
、移動應用、機器人等，常見的終端產品包括電動工具、戶外動力設備
、工廠自動化、建築管理、電動自行車
、電動滑板車、氣墊板
、協作機器人、自動導引車、自主移動機器人與無人機等。

結語

無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)的(de)運(yun)作(zuo)特(te)性(xing)相(xiang)當(dang)適(shi)用(yong)於(yu)機(ji)器(qi)人(ren)應(ying)用(yong)，可(ke)以(yi)高(gao)效(xiao)地(di)驅(qu)動(dong)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)各(ge)種(zhong)動(dong)作(zuo)，因(yin)此(ci)選(xuan)擇(ze)合(he)適(shi)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)與(yu)驅(qu)動(dong)器(qi)便(bian)顯(xian)得(de)更(geng)為(wei)重(zhong)要(yao)。安(an)森(sen)美(mei)針(zhen)對(dui)機(ji)器(qi)人(ren)應(ying)用(yong)推(tui)出(chu)的(de)無(wu)刷(shua)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)，具(ju)備(bei)高(gao)集(ji)成(cheng)
、高效、穩定、低成本的特性，將是機器人應用的理想選擇。

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