直流无刷电机控制，国产芯片解决方案推荐——NSUC1610控制器+MT6701霍尔传感器

原创于 2025-12-17 17:22:30 发布 · 446 阅读

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无刷直流电机(BLDC:Brushless Dc Motor)是一款应用广泛性能稳定的电动机，是多个领域重要的驱动部件，兼具传统直流电机的优异调速性能与交流电机的高结构可靠性。其取消了传统碳刷与滑环结构，通过电子电路实现无接触换向，可实现低速大功率运行，且具备体积小、重量轻、稳定性强、效率高、寿命长、噪声低及优良转速-转矩特性等优势，广泛应用于汽车、工业自动化、家用电器等多个行业。

(一)、核心硬件组成及关键参数

1.单控制器方案:纳芯微NSUC1610

NSUC1610是一款集成4路半桥驱动器的专用电机控制芯片，可直接驱动BLDC无需额外驱动器，有效节省成本，核心配置与性能参数如下

控制模式:NSUC1610兼容有传感器(如霍尔传感器)和无传感器两种BLDC控制方式，适配性与灵活性强。
核心与存储:其搭载ARM Cortex-M3 32位内核，配备64KB Flash、4KBSRAM及512B EEPROM，满足电机控制的程序存储与数据处理需求。
时钟与电压:支持32MHz高精度振荡器(保障控制精度)和35KHz低功耗低速时钟(适配低功耗场景):工作电压范围包括BVDD-5.5V~18V(主电源)、DVDD-1.62V~1.98V(数字电源，不可外部供电)、AVDD-4.5V~5.5V(模拟电源，输出电流<25mA)，适配多种供电场景。
外设与通信:含1个12位高精度ADC、3个快速反电动势。(BEMF)比较器集成LIN PHY模块，支持LIN2.2通信协议:提供4路半桥输出，高边/低边导通阻抗典型值0.59，持续输出电流1A(RMS)，峰值电流1.8A，适配电机驱动需求。

2.搭配传感器方案:纳芯微MT6701霍尔传感器

NSUC1610配合纳芯微的MT6701霍尔传感器，可实现更高精度的电机控制，核心特性如下

传感技术:基于差分水平霍尔磁感应原理，支持0~360°全量程角度检测，角度精度<±1°，能精准识别电机转子位置。
输出接口:接口配置丰富，包括I2C、SSI°、ABZ、UVW、模拟/PWM及Z轴按键功能，可灵活适配不同数据传输需求
性能指标:最高支持55000RPM转速，输出传播延迟仅5us，响应速度快:工作电流典型值14mA，VHBM=±6kV、VCDM=±1kV，抗干扰能力强

(二)、方案控制特性与性能表现

1、控制优势

反电动势比较器(BEMFC)在不同转速下对称性良好，可提升电机运行效率减少发热损耗;搭配MT6701的5us低延迟角度输出，实现实时闭环控制。
支持宽速度范围闭环控制，同时能基于霍尔信号或集成BEMFC模块输出信号实现位置控制，控制精度与稳定性突出。
NSUC1610的12位高精度ADC(转换时间1us)可快速采集相电压、相电流信号，配合芯片内置的过压、欠压、热关断保护，进一步提升方案可靠性。

2、无负载波形特性

无负载条件下，电机在不同转速区间(5000RPM、10000RPM、15000RPM、20000RPM)的相电压与相电流波形均保持稳定对称。其中，相电压量程为5V/div，相电流量程为500mA/div，时间基准根据转速适配(5ms/div或2ms/div)，体现出优异的运行一致性与电气稳定性。

(三)、电机对托实验结果

1、实验条件

控制板驱动占空比100%，逐步增加电机扭矩，测试扭矩与相电压、电流、效率功率、转速的关联曲线。

2、核心实验结论

转速与扭矩关系:随着扭矩增大，电机转速呈下降趋势(例如7.9mN.m对应22000RPM，1.7mN.m对应8800RPM等)，扭矩-转速曲线线性度良好
效率对比:国产Novosns方案峰值效率为75%，Maxon方案峰值效率为76%，两者效率表现接近，处于同级别高效水平，
电气参数特性:实验过程中，相电压、相电流随扭矩增大呈平稳上升趋势，无明显波动，验证了方案在不同负载下的电气稳定性。

核心产品介绍

(一)NSUC1610控制器

NSUC1610是纳芯微一款高集成的专用电机控制处理器芯片，特别适用于小功率电机驱动，可以驱动有刷直流电机、无刷直流电机、步进电机等多种电机，在汽车领域应用广泛。核心特性补充如下

符合AEC-Q100汽车电子标准最高结温可达175℃，工作温度范围为-40℃~150℃，适配极端工况。
集成过压保护(LIN端口、BVDD引脚宽电压耐受)、欠压检测(BVDD欠压阈值4档可编程)、热关断保护(TSD)，同时I/0端口支持5V耐压，高可些
内核是基于ARM指令集的Cortex-M3，采用哈佛结构，使用独立的数据总线和地址总线，提高了传输地址信号和数据信号的效率。
物理特性:采用QFN32(5x5mm)封装，暴露盘需焊接至PCB以保障散热;引脚数量32个，1/0输出电流±4mA，MOUT引脚持续电流1A、峰值1.8A，满足小功率电机驱动需求。

(二)MT6701霍尔传感器

MT6701是麦歌恩(现属纳芯微)推出的新一代基于差分水平霍尔磁感应原理的角度位置传感器芯片。芯片内部通过集成两对互成90°放置的差分霍尔惠斯通电桥，感应在芯片X-Y平面上旋转磁铁的Z轴磁场分量，并随着磁场角α的变化输出两路正弦的电压信号，再经后续专用电路的放大、补偿和计算后得到角度值α，抗杂散磁场干扰能力优异。