无刷直流（Brushless Direct Current）马达目前在市场的接受度越来越高，使用也越来越普遍，BLDC马达应用在例如工业自动化设备、消费性、医疗、车用电子、航天以及仪器等产业中，BLDC马达并不使用电刷来进行换向动作，而是利用电气控制的方式。

BLDC马达的转子主要由2、3或4个极性对组合的永磁式磁铁所构成，定子则由采星状连接的绕线线圈组成，换向动作主要透过控制电流流经适当定子的相位线圈来产生转矩输出，无刷直流马达的换向动作由转子的位置决定，因此，必须要在马达的轴心加入一个回授组件来将目前转子的位置提供给控制器。

在各种不同型式的回授组件中，磁性霍尔效应传感器和光学换向编码器是目前产业中较常采用的感应组件，不过这些编码器却存在部分限制与缺点，霍尔效应传感器可以侦测换向磁铁的移动，光学换向编码器则可感测编码轮的动作，换向磁铁极性对以及编码轮的轨迹样式为固定，并与BLDC转子极性对匹配，但这却造成终端用户必须针对不同极性对的BLDC马达进行匹配时，在换向磁铁或编码轮样式组态上的困扰。

绝对编码器透过将绝对计数值送回，并与事先在控制器中所规划的计数数值比较，启动正确的换向程序解决了这个问题，此外，绝对编码器同时也可以通过提供其他功能，例如可以用来做为伺服定位以及在电源启动时记住关闭前最后位置的增量式信道信号带来更多的附加价值，藉由绝对编码器的多项功能，将能够有效降低整体BLDC系统的成本。

无刷直流马达 6步换向动作概念的介绍

无刷直流马达通常包含定子绕线线圈，安排方式则由以永磁式磁铁所组成的转子极性对来决定。

在无刷直流马达中，换向顺序在转子旋转上扮演了相当重要的角色，每个换向动作都由一个电流流入定子线圈的正极，搭配另一个电流流出线圈的负极，而第三个处于不通电状态的情况所构成。

转矩则由定子线圈和永磁式磁铁所产生磁场间的交互动作产生，理想上最大转矩会发生在这两个磁场90o交叉时，最小则在磁场方向相同的情况下。

为了让马达运转，由绕线线圈所产生的磁场必须在转子动作追上定子磁场时改变位置，也就是说，控制电流流入6个方向的适当马达相位线圈以取得输出转矩的过程就称为6步换向。

霍尔效应传感器与光学换向编码器在BLDC马达换向顺序中扮演的角色

换向回授组件将目前转子位置信息以U、V、W信号形式提供给控制单元，这些回授组件同时也可能将其他信息，例如速度、加速度、转向、转动次数等送到控制单元。

《图一 霍尔效应传感器与光学换向编码器可以用来侦测目前转子的位置。》

霍尔效应传感器是目前使用最广泛的组件，这个相当具有成本效益的感测系统在1970年代后期推出后目前已经相当成熟，最近一个较新的替代选择则是光学换向编码器，这个编码器可以产生精确的角度编码信号，通常应用在需要更高分辨率的场合，这代表了编码盘的换向轨迹必须对准转子的位置。

磁性霍尔效应传感器以及光学换向编码器是目前产业中较受欢迎的回授组件，不过这些编码器也存在一些限制与缺点。

霍尔效应传感器可以侦测换向磁铁的移动，光学换向编码器则可感测编码轮的动作，换向磁铁极性对以及编码轮的轨迹样式为固定，并与BLDC转子极性对匹配，但这却造成终端用户必须针对不同极性对的BLDC马达进行匹配时，在换向磁铁或编码轮样式组态上的困扰。

采用绝对编码器让BLDC马达转向可以与任何转子极性对搭配

(图二)为包含目前转子位置信息，可以用来进行两极性对BLDC马达换向动作的U、V、W波形规格，从波形中可以看到每30度机械角，U、V或W波形会在逻辑状态上变化，以U、V、W码为基础，可以在每30度启动适当的定子绕线线圈，这代表了在一个完整的转子轴心运转中总共会有12个换向程序。(表一)提供了不同转子极性对的其他可能换向程序组合。

《图二 两个极性对(4极性)的U、V、W波形规格。》

转子回授信息也可以透过使用绝对编码器来取得，在绝对编码器系列产品中，16bit绝对编码器是业界相当普遍采用的产品，每转可以产生达216 = 65536个绝对计数值。

在搭配BLDC马达系统使用时，第一个步骤就是要将绝对计数值0与BLDC的转子对准，这个对准动作可以透过启动任何两个定子相位将BLDC马达的轴心位置固定来进行，接着将绝对编码器的编码盘缓慢转动直到绝对编码器的输出值为0，这时编码盘就可以锁定轴心。

《图三 使用绝对编码器的换向技术。》

以两极性对BLDC马达的状态宽（30度机械角）为基础，计数增量值5461预先储存在控制器中，在运转时，控制器会追踪最新转向动作后的5461个计数值以进行下一次的定子绕线线圈换向动作。

透过将预先设定的计数值改变为3640，那么绝对编码器就可以搭配三极性对的BLDC马达使用，这样做将可以取得绝对编码器能够与任何极性对BLDC马达匹配的大幅优势。

《公式一 公式一》

结论

在各种不同型式的回授组件中，磁性霍尔效应传感器和光学换向编码器是目前产业中较常采用的感应组件，不过这些编码器却存在部分限制与缺点，霍尔效应传感器可以侦测换向磁铁的移动，光学换向编码器则可感测编码轮的动作，换向磁铁极性对以及编码轮的轨迹样式为固定，并与BLDC转子极性对匹配，但这却造成终端用户必须针对不同极性对的BLDC马达进行匹配时，在换向磁铁或编码轮样式组态上的困扰。

绝对编码器透过将绝对计数值送回，并与事先在控制器中所规划的计数数值比较，启动正确的换向程序解决了这个问题，此外，绝对编码器同时也可以通过提供其他功能，例如可以用来做为伺服定位以及在电源启动时记住关闭前最后位置的增量式信道信号带来更多的附加价值，藉由绝对编码器的多项功能，将能够有效降低整体BLDC系统的成本。

公式一