1 BDC驱动DRV8231的基本原理

图 1-1为BDC电机典型原理框图，BDC电机的工作原理基于电磁感应定律与机械式换向机制，其核心在于定子（stator）与转子（rotator）磁场的动态相互作用。电机由定子、转子及换向器（brush）三部分构成，定子通过永磁体或励磁绕组产生固定磁场，转子由电枢绕组缠绕在铁芯上形成并通过轴承支撑旋转，换向器为分段铜环结构，电刷作为滑动触点连接外部电源与电枢绕组。当电流通过电刷流入电枢绕组时，绕组导体切割定子磁场，根据左手定则产生电磁力驱动转子旋转，此时电枢绕组产生的磁场与定子磁场保持垂直以获得最大转矩。为维持持续旋转，随转子同步转动的换向器在绕组转过中性面时切换电刷接触位置，强制电枢电流方向反转，确保电枢磁场与定子磁场始终保持90° 相位差。转速与电枢电压成正比，通过PWM脉宽调制可实现无级调速，转矩由电枢电流决定并遵循公式T=Kt×I，负载增加时电枢电流自动上升以维持转矩平衡。电刷与换向器的机械接触导致摩擦损耗和火花现象，限制了电机寿命与最高转速，但也赋予其启动转矩大、过载能力强的优势。

图 1-2 为 DRV8231 内部功能框图，其内部集成了H 桥电机驱动，电荷泵，过流保护，欠压保护，过温保护和 H 桥驱动等功能。其中电荷泵提高了效率并提供了了100%占空比驱动 N 沟道 MOSFET 半桥的能力，将流过 RSENSE 的电流与 VREF 比较来控制半桥电路，实现恒流驱动 BDC 电机。

通过 MCU 给出 IN1 和 IN2 来控制 Coil1 和 Coil2 的驱动，真值表如 表 1-1，结合 图 1-3 来看，当驱动 Coil1 时，OUT1 为低电平，VOUT1电平为 GND，此时 VM 电压加载 Coil1 上驱动其转动；OUT2 为高电平，VOUT2 电平为 VM，此时没有电流流过 Coil2，反之同理。