无刷直流电机（BLDC，也称为马达驱动）是电机和控制技术相结合的产品，电调控制电机的运行，从电流驱动角度来看，无刷直流电机可分为正弦波驱动和方波驱动。

   通常，以方波驱动的电机称为无刷直流电机（BLDC），正弦波驱动的电机则为永磁同步电机（PMSM）。

   无刷直流电机，跟永磁同步电机，基本结构相似，主要区别在于控制器电流的驱动方式不同。今天，主要为大家详细讲解下采用方波控制的无刷直流电机原理及其具体算法实现。

马达驱动系统方波控制原理及算法

一、方波控制理论基础

   方波控制也叫六步控制，在一个电周期中，电机只有六种转态，或者说定子电流有六种状态（三相桥臂有六种开关状态）。

   每一种电流状态都可看作合成一个方向的矢量力矩，六个矢量有规律地、一步接一步地转换，矢量旋转方向决定了电机旋转方向（顺时针或是逆时针），电机转子会跟着同步旋转。

   在方波控制里，主要是对两个量进行控制，一个是电机转子位置对应的开管状态，有Hall时，通过Hall信息获取转子位置，无传感器时，通过反电动势信息获取转子位置，从而决定开管状态；第二个是PWM占空比的控制，通过控制占空比的大小来控制电流大小，从而控制转矩和转速。

二、方波算法实现步骤

（1）Hall 方波控制：

   1.读取母线电流采样的AD 值，计算母线电流

   2.电流环计算应该给的PWM 占空比，控制电流为给定电流大小

   3. 读取hall 状态，根据Hall 状态与三相桥臂开管状态关系数组，得到相应的开管状态，每次hall 状态的跳变沿及为三相桥臂状态切换的时间点（也称为换相点）。

   4. Hall 相邻状态间的扇区为一个电周期的六分之一，即为60°，用定时器可记录60°扇区所用的时间，从而计算电流频率，从而得到电机转速。

   5. 以电流环作为内环，速度环作为外环，电机进行闭环控制，如Hall 方波控制框图。对于Hall 方波控制来说，电机启动时，就已经知道电机转子位置，直接用hall 状态对的矢量力矩去拉电机，就可启动电机，并可直接进闭环控制。

（2）BEMF 方波控制：

   1.读取母线电流采样的AD 值，计算母线电流。

   2.电流环计算应该给的PWM 占空比，控制电流为给定电流大小

   3. 保持一种开管状态（即保持一个方向矢量定位），定位完成，然后按一定频率改变开管状态，并按规律提升改变频率。到达切换电频率，然后切换到反电动势模式。

   4. 用一个较高频率定时器中断读取相比较器输出状态，若相比较器输出电平发生翻转，则说明该相反电动势产生过零，此时，读定时器D 时基计数值，保存，然后清定时器D，并配置定时器D 的比较寄存器0 的比较值，开定时器D 开始计时，直到产生PWMD0 中断，在中断中改变开关管状态，也就是找到过零点延迟30°电角度再换相。

   5. 以电流环作为内环，速度环作为外环，电机进行闭环控制，对于BEMF 方波控制来说，电机启动时，是不知道电机转子位置，所以需要用外同步方式启动电机，让定子电流按给定大小和频率拖动电机转子跑，然后电机达到切换电频率，就可切换到反电动势模式跑电机，并运行速度和电流闭环控制。