有刷直流马达控制技术详解：从基础原理到实际应用

有刷直流马达控制技术详解：从基础原理到实际应用

有刷直流（Brushed DC）马达因其结构简单、成本低、调速性能良好，广泛应用于家用电器、电动工具、玩具车及小型自动化设备中。本文将深入探讨其控制原理、关键控制芯片及其在实际系统中的应用。

1. 有刷直流马达的工作原理

有刷直流马达通过电枢绕组与永磁体或励磁绕组之间的电磁作用产生转矩。电流通过电刷和换向器实现方向切换，使转子持续旋转。其转速与输入电压成正比，转矩与电流成正比。

2. 常用控制方式

• PWM调速控制：通过调节脉冲宽度改变平均电压，实现平滑调速，是目前最主流的控制方法。
• 双向驱动控制：使用H桥电路实现马达正反转，常见于机器人和自动门系统。
• 速度反馈闭环控制：结合编码器或测速发电机，实现精确速度控制。

3. 控制芯片选型建议

选择合适的控制芯片对系统稳定性至关重要。推荐使用TI的DRV8871或ST的STL5040等集成式驱动芯片，它们支持高电流输出、内置过流保护和热关断功能。

4. 实际应用案例

在智能扫地机器人中，采用有刷直流马达配合基于STM32的PWM控制方案，实现了低功耗、高响应的运动控制，显著提升了续航能力与路径规划精度。