d. 开关量输入输出电路； e. 电压、电流采样电路； f．电源电路； g. PWM控制输出通道及驱动电路； h．给定输入通道（拨码开关、模拟旋钮和串行通信接口电路等）。
（3）PCB板的设计、制作与调试（根据时间选做） （4）控制算法设计 1）电流控制器结构和参数设计； 2）转速控制器结构和参数设计； 3）采样周期选择；
4）控制算法和运算流程图。（5）系统软件设计 a．系统初始化程序模块； b．主程序模块； c．编码脉冲—中断服务程序模块； d．给定通道串行通信中断服务程序模块； e．定时中断服务模块； f．速度环采样和调节控制模块； g．电流环采样和调节控制模块。
文本文主要是完成位置检测电路和辅助电路的设计（保护电路设计）
（1）通过分析比较两种以上不同结构的晶闸管整流电路组成原理，确定合适的主电路结构；
（2）完成主电路参数计算及其元器件的选型 （3）画出主电路电气原理图
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2系统组成原理
2.1无刷电动机的基本结构
无刷直流电动机属于三相永磁同步电机的范畴，永磁同步电动机的磁场来自电 动机转子上的永久磁铁。无刷直流电动机是由电动机本体、转子位置传感器和电子换相线路3部分组成，其内部基本结构原理图和实物图如图2-1 图2-2所示
图2-1-1 霍尔无刷电机内部原理图图2-1-2 霍尔无刷电机内部结构图
普通直流电动机的电枢在转子上，而定子产生固定不动的磁场。为了使直流电动机旋转，需要通过换向器和电刷不断的改变电枢绕组中电流的方向，使两个磁场的方向始终保持相互垂直，从而产生恒定的转矩驱动电动机不断转动。
无刷直流电动机为了去掉电刷，将电枢放到定子上去，而转子做成永磁体，这样的结构正好与普通电机相反；然而，即使这样改变还不够，因为定子上的电枢通入直流以后，只能产生不变的磁场，电动机依然不能转动。为了使电动机的转子转起来，必须使定子电枢各相绕组不断的换相通电，这样才能使定子磁场随着转子的位置在不断地变化，使定子磁场与永磁磁场始终保持90度左右的空间角，产生转矩推动转子旋转。
霍尔无刷直流电机与普通无刷直流电机相比，只是电机内部多了一个霍尔位置检测器。其工作原理与无位置传感器电机完全一样，只是在相位检测时比较方便。
2.2直流无刷电机的换向原理
图 2-2-1 为常用的三相星形联接绕组全桥驱动电路。全控电路的控制方式分为两两导通方式和三三导通方式，其中两两导通用的比较普遍。本文采用两两导通方式，其三相理想的霍尔信号、反电动势波形、电流波形与六个导通区间功率管的
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通断关系如图 2-2-2所示。
图2-2-1三相星型连接全桥驱动电路
图 2-2-2 两两导通方式换相原理说明图
由图 2-2-2，运行原理分析如下：
当霍尔位置传感器检测到转子处于图 2-7（a）所示位置时，由图 2-6 可知，此时位置传感器的 HA 信号变为高电平。由控制电路对当前的转子位置信号进行逻辑运算，产生驱动脉冲，控制逆变器的通断状态，使 V1、V6 导通，也就是使 A、B 两相绕组通电。此时电枢绕组产生的磁动势Fs如图 2-7（a）所示，Fs与定子磁场Fr相互作用，使电机的转子顺时针旋转。
当上述两个磁场的作用下，转子顺时针转过 60°电角度，到达图 2-7（b）所示位置。此时霍尔位置传感器的 HC 信号输出低电平。经过控制电路和驱动电路的作用，使 V1、V2 导通，也就是使 A、C 两相绕组通电，电枢绕组产生的磁动势Fs 如图 2-7（b）所示，此时Fs 与Fr 相互作用，使电机的转子继续顺时针旋转。
在Fs与Fr的相互作用下，转子每转过 60°电角度，电机的定子绕组就换流一次，sF的方向也跃变一次，所以在一个电角度周期内，电机换相六次，每次有两相导通，每相绕组正、反向各导通 120°电角度。顺时针旋转时功率管的导通逻辑依次为 V5→V6、V1→V6、V1→V2、V3→V2、V3→V4、V5→V4、V5→V6，如图 2-2-1所示，在此期间，转子始终受到顺时针方向的电磁转矩作用，沿顺时针方向连续旋转。而对于电机逆时针旋转的控制，只需要将各个功率管的导通顺序
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按照逆时针旋转时的导通次序依次导通各相定子绕组，就可以实现电机的逆时针旋转控制。附上如下星形连接二二导通方式的正转通电规律，见表2-1 通电顺序 正转（逆时针） 转子位置（电角度/0～60～120～180～240～300～（°）） 60 120 180 240 300 360 开关管序号 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 1、6 A相 + - - + B相 + + - - C相 - - + + 表2-2-1 星形连接二二导通方式的正转通电规律 此外，由于换相控制逻辑与位置传感器定转子与电机本体定转子的相对位置直接相关，所以不同的位置传感器安装位置，决定了不同的换相控制逻辑。如下给出转子位置与霍尔传感器输出脉冲的对应图。见图2-2-3.
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