无感无刷电调设计：从电池监测到换相控制

"无感无刷直流电机之电调设计全攻略" 本文档是关于无感无刷直流电机电子调速器（电调）设计的详细指南，涵盖了从基础理论到实际电路设计和软件实现的全面内容。电调是控制无刷直流电机运行的关键组件，它负责电池电压监测、换相控制、电流检测以及电机的启动和速度调节。 首先，文档介绍了无刷直流电机的基础知识，包括三个基本定则——左手定则、右手定则（安培定则一）和右手螺旋定则（安培定则二），这些定则是理解电机工作原理的基础。接着，详细阐述了内转子和外转子无刷直流电机的工作原理，通过磁回路分析和电机结构的解析，帮助读者深入理解电机内部的磁力互动。 在电调设计中，电池电压监测电路用于实时监控锂电池的电压状态，以确保电机稳定运行和防止过度放电。文中提及了一个简单的电阻分压网络，通过ADC通道对电池电压进行采样，但该功能在某个版本的程序中并未启用。 换相控制电路是电调的核心部分，它通常由六个功率场效应管构成的全桥驱动电路实现。换相控制决定了电机的旋转方向和速度，文章讲解了换相的基本原理，并以新西达2212电机为例进行了具体分析。此外，调速机制也得到了讨论，包括不同方法和技术的应用。 在硬件设计方面，文章详细描述了功率场效应管的选择标准，以及电流检测和反电势过零检测电路的作用，这些都是电调实现精确控制和保护电机免受过流损害的关键。同时，还提到了制作自制电调线路板的步骤。 软件设计部分，文档探讨了如何通过电流检测、定时器延时和PWM信号生成来实现电机控制。特别地，讲解了定时器初始化、中断服务程序和微秒级延时实现，以及PWM信号在电机速度控制中的应用。过零事件检测和换相代码分析使读者能够理解电机换相的软件实现逻辑。 最后，文档还涉及了电调的启动算法、MOSFET上电自检和故障预防措施，以及如何通过通信模块（如PPM解码、TWI总线和串口通信）实现对电调的远程控制。此外，还有让电机演奏音乐的趣味应用，展示了电调设计的创新可能性。 通过这篇全面的教程，读者将能够掌握无感无刷直流电机电调设计的各个方面，从理论到实践，为进一步的电机控制和电调开发提供坚实基础。