在我之前的叙述中，我们探讨了无刷直流（BLDC）电机的优点以及它如何被广泛应用于各种场景。由于BLDC电机不需要电刷，它必须依赖于电子驱动器来控制绕组中的电流。在这篇文章中，我将深入探讨使用逐周期电流限制控制保护我们的BLDC电机驱动器。
首先，让我们回顾一下BLDC电机的基本构造。它由三相绕线定子和带有永磁体的转子组成，这使得它能够提供高效率、高扭矩重量比、低维护和长寿命。为了实现正确的换向，需要根据位置传感器反馈或无传感器算法来控制绕组中的交流电流。
其中最常见的是三相H桥逆变器，它通过120度梯形控制来驱动这个过程，其中一次只有两个绕组导通。在这个过程中，单极开关(软斩波)用于控制每个开关，每个开关在此处导通120度的一部分。
要计算任意时刻BLDC 电机 的 绕组 电流，可以使用公式1给出的特定的数学模型，该模型表明瞬时绕组 电流 取决于反 electromagnetic force (EMF)、线间 电阻、线间 电感 和施加 的 交流 压力。当失速条件下，即零速度下，反 EMF 为零，因此当停止旋转时，仅受线间 电阻限制，而当饱和并达到过载状态时，由于衰减的行程长度而导致过载当前上升到更高水平。
考虑一个例子，比如一个额定功率为400W、额定直流压力为220V及额定RMS 绕组流量为3.6A 的 BLDC 电机，其行程约为6Ω。这意味着如果没有适当限流量保护，则逆变器级别应承担36.67A 这样的失速流量。如果允许系统承担失速流量，那么逆变器就必须设计足够强大以承受这样的负荷，而且可能会因为过热导致烧毁，并且可能造成永磁退磁的问题。
然而，如果我们针对标称流量进行设计，那么就需要适当地监控并防止过量增长，以免发生损坏。要实现这一点，我们可以检测到所有三个相位上的能量消耗，这通常是通过测量直流母线上所记录下的能量消耗来完成的，如图一所示。此外，在任何时候，只有两阶段同时工作，而第三阶段保持关闭状态，从而确保我们只需监视两种情况：即一对相位同时工作，以及另一对相位与第三个相位共同工作的情况。在第一种情况下，当顶部开关打开时，两个相位都可用；在第二种情况下，当顶部和底部开关都打开时，将不会有任何直接从母线上的当前变化，因为母线上的总输送等同于这些三个选项之和。因此，只要我们能够准确监控这种变化，就可以确定哪些设备正在接受多少能源，并据此决定是否超过了预设阈值以触发保护措施。
最后，在我目前了解的情况下，我们已经看到了如何利用直接测量直列连接后母线中的能量消耗来管理布局内连接后的设备性能。我认为通过这样做，可以避免不必要的大型化及其成本，同时也可以有效地防止由于突然峰值增加引起设备损坏问题。这对于那些拥有较高灵敏度但低容性（例如几微安至几十毫安）的BLDC风扇来说尤其重要，因为它们倾向于产生较快增益，从而加剧了脉冲宽度调制（PWM）期间短时间内突发现象。如果实施得当，这样的保护措施应该是在每次PWM周期开始之前迅速响应，以防止任何持续太久或者突然出现的小幅增益尖端峰值事件。这将是一个非常关键的问题，因为如果不是如此迅速响应的话，有可能无法及时介入以避免进一步损害或严重故障发生。
