基于硬件的无刷直流电机

　　还可以完全由硬件来实现过电流探测，以实现快速和低成本电机保护。图6显示了过流保护实现的框图。

　　通过电源逆变器模块(图6中的R1)的接地线路中的分流电阻测量电机电流。该电压在电路板上做电平偏移，并连接到微控制器的模拟输入引脚(标有CURRENT)。

　　该输入电压被传送到集成的可编程增益放大器(PGA)。PGA对输入电压和基准电压(缓存的模拟电源电压的一半，vdda)之间的压差进行放大，并连接到比较器的输出。电压电位与电流限值进行比较，电流限值设置到寄存器中，通过8位电压DAC转换为模拟电压。该比较器的输出连接到PWM的硬件kill输入，当超过电流限制阈值时切断PWM输出。这样为无刷直流电机提供了周期性的电流限制。图4左侧显示了过电流保护实现原理图。

　　如要配置期望电流限值的过电流保护，必须选择合适的电阻和电流限制阈值。过流探测分流电阻的值是电机操作上限和探测块的鲁棒性的折衷值。对于给定的电流限值，必须通过电机电流产生足够大的电压变化，以准确地探测与比较器的变化。但是，电阻的增加加大了逆变器的接地电压，减少了驱动电机的空间。

　　电流限制阈值和电阻值与下列公式相关，其中gain为PGA的增益，Current是期望的限值，Vref是电平偏移基准电压：

　　例如，某个应用需要2安培的过电流保护限值，选择0.02Ω的分流电阻R1，PGA配置增益为8。这样得到电流阈值电压为: 0.02Ω×8×2A = 320mV + Vref = 320 mV + 1.65V = 1.97V。要生成该电压，应使用集成的8位DAC。

　　由于降低了CPU的处理要求，通过硬件实现无刷直流电机控制的方式具有许多好处。采用硬件控制，CPU可以执行其它系统任务，从而降低了整个电机系统的峰值处理需求，降低系统功耗和成本;并且，由于硬件转换，可以进行更高级的集成，允许集成用户接口功能，例如CapSense电容式触摸按钮或LCD驱动。甚至可以通过一个微控制器完全独立地多个电机控制。这在以前是不可能的，因为如果CPU被两个电机中断，立即可以看到一个电机的PWM更新出现延迟，导致其无法顺利运行。PSoC3在硬件方面可以控制多达6个独立的带传感器无刷直流电机，微控制器可以自由运行其它系统任务。电机具有独立的硬件互换逻辑和完全独立的速度控制。

　　然而部分需要电机的产品，不具备控制电机和用户接口功能，这是由于马达和按钮或显示的不在相同的位置，在这样的应用中，会大大降低成本。例如，冷凝器电机、鼓风电机和潜在振动空气方向电机的墙内交流电源。并且，还配备按钮、显示器和装置红外遥控器。在此之前，大部分功能都必须通过多个板上的多个微控制器执行。随着硬件更新换代，可以集成到一个微控制器上，大大降低了成本。