典型的无刷直流电机控制器具有半桥或半H桥电路。与H桥不同，此电路配置只有两个开关-一个高侧晶体管和一个低侧晶体管。大多数无刷电机使用两相或三相电源系统。
因此，在无刷直流电机控制器电路图中，这看起来像是两个或三个半桥（取决于相数），每个半桥都有一对开关。让我们仔细看看带有霍尔效应传感器的三相无刷直流电机控制器，了解其电路设计的基本原理。
定子具有彼此成120角的三相绕组。每个绕组都有施加到定子的电压和电流的矢量表示。
无刷直流电机控制器霍尔传感器识别转子的位置。接收到传感器数据后，功率MOSFET会切换电流，将其注入正确的绕组。在大功率无刷直流电机控制器中，IGBT和GaN开关可以替代MOSFET。
集成或分立的栅极驱动器都可以控制晶体管。无刷电机控制器示意图的驱动器充当开关和微控制器(MCU)之间的中介。
三相无刷直流电机控制器电路包括完成一个完整开关周期（即为定子的所有三个绕组通电）所需的六个步骤。通过打开和关闭高侧和低侧晶体管，电流依次流过定子绕组。
在设计无刷直流电机控制器时，您可以考虑不同的电流切换方法，包括梯形和正弦换向。这些方法的名称与信号波形有关。
通过梯形换向，三个绕组中的两个可以同时保持通电。在正弦控制方法中，相移符合正弦定律。它提供了相位之间更平滑的电流切换。
梯形换向比较简单，但在低速时可能会引起电机的振动。正弦电流波形的实现可以确保电机的完美运行。然而，这种类型的换向在高速下变得具有挑战性。
通常，正弦无刷电机控制器电路使用脉宽调制(PWM)。它有助于调节注入转子绕组的电流，使换向过程更平稳、更高效。这尤其适用于获得输出信号反馈并通过改变占空比来调整输入功率的闭环控制器。
占空比是电流脉冲与电流信号的完整周期之间的百分比。无刷直流电机速度控制器更改PWM占空比以创建正弦信号。
各种应用的PWM开关频率可能不同。尽管它应该足够高以防止功率损耗。定子的物理限制决定了最大频率水平。但是，也有控制单元本身的规格。
因此，即使定子允许您增加PWM频率，您也无法做到这一点，因为您的直流无刷电机控制器的功能有限。
作为一种选择，您可以使用滞后来控制无刷直流电机的运行。这种方法也与正弦波变换有关。它允许您确定提供给电机的电流的上限和下限。一旦电流达到其上限或下限，晶体管开关就会分别关闭或打开，并使用正弦定律改变平均电流。
您可以将无刷直流电机控制器半桥实现为集成电路(IC)或分立元件。这是您在开始弄清楚如何设计无刷直流电机控制器时可能面临的最常见的困境之一。
分立电路可能不太可靠，因为组件应该单独组装并焊接到电路板上。无刷直流电机控制器IC尺寸更小，生产成本低，并简化了设计过程。然而，集成电路具有功率限制。除此之外，一个组件的故障将导致整个无刷直流电机控制器IC的更换，而不仅仅是这个组件。
