最后，采用一个开关来控制电源到电机的能量传输。这个组件可以是简单的中断器，控制是否有流动；或者稍微复杂一点的器件，如允许用户指定多少能量从电源流向电机的电位计等。

　　在电动工具发展的前 100 年，设计和制造钻头、打磨机、磨床、螺丝刀、吹风机、锯等工具时，仅需一部电源、一台电机和一个开关/电位器。然而，在 20 世纪，高能量密度电池的出现改变了这一情况。此外，我们还看到了绿色能源解决方案的出现，以及将其融入所有设计形式中的趋势。

　　我们所面临的挑战是如何接着使用电位计来控制工具的运转速度，而不必让高电流通过其电阻组件。正如我们稍后将看到的，这是一个相当简单的修复性举措。另一方面，事实上电机是一个更具实质性且复杂的挑战。

　　在电动工具发展初期，所采用的电机要么是用于有绳工具的有刷通用 AC/DC 电机，要么是用于无绳工具的有刷直流电机，如下图所示。由于这两种电机本质的拓扑结构均为有刷电机，因此均通过碳刷将电流传递到铜质换向器，随后产生内部旋转磁场来获得运动。将电磁铁绕组与换向器一起放置于转子，永磁体放置在定子上，能够获得不断相互作用的两个磁场，以此来实现我们所需要的运动。

　　不幸的是，这以电刷和换向器间的大量摩擦为代价。摩擦力相当剧烈，经过长时间的使用，电机会自行损坏；摩擦所产生的能量最终以热的形式被浪费。这部分能量的源头来自电源，却并没有产生任何有用功。据统计，围绕这种拓扑结构的系统效率低于 80%（在最佳情况下）；这在某种程度上预示着电池里面 20% 的能量被用来产生热量。

　　当您尝试用电池供电的电钻打孔时，耗费 1/5 的电能来产生热量，听起来并不很吸引人。

　　鉴于以上所讨论的各种挑战，很明显，更换或拆卸电刷和换向器至关重要。如下图所示，这在三相 BLDC 电机拓扑结构中更为突出。BLDC 电机无需使用电刷或机械换向器就能为咱们提供完全相同的旋转运动；与之相对，我们以电子方式产生旋转磁场。通过电子电路，我们大家可以创建两个相互作用的磁场以驱动电机运动。这样做的优点是消除了转子和定子组件间的摩擦，从而增加了可靠性与能效。

　　三相无刷直流电机的效率可高达 96%。这在某种程度上预示着我们的电池只会以热量的形式浪费 1/20 的电量。

　　如同所有设计一样，在采用 BLDC 电机时也存在一些挑战。有刷直流电机解决了使两个磁场对齐以获得最有效运动曲线的固有问题。当换向器序列的设计和放置方式使旋转磁场始终与永磁体的磁场保持一致时，便能实现这一目标。然而，由于 BLDC 电机不存在物理换向器，这一动作则通过换向逻辑顺序来完成。为达到前文提到的效率，我们一定要使用如下图所示的控制电路，尽可能完美地对齐两个磁场。

　　此类复杂的电路可提取转子的位置，以电子方式对齐两个磁场。对于三相 BLDC 电机，此模块通常由微控制器和三相逆变器功率级组成，功率级采用霍尔传感器等传感器器件获取转子位置信息。添加此电路确实会占用一些空间并增加一定成本。但是，制造商注意到了摆脱束缚所带来的益处，而消费者也正对这类电机解决方案产生需求。因此，慢慢的变多的电动工具设计基于三相 BLDC 电机的拓扑结构。

　　现代电动工具仍由电源、电机执行器和控制能量流的装置（如电位计）组成。然而，为了提供所有的能量保存功能，我们应该为其添加智能技术。

　　有了微处理器，我们现在可以监控电源并提供所需的驱动。我们还可以监测电位计的值并控制电动机的速度，而无需使电流流过其电阻元件。我们通过模数转换器ADC）来实现这一目标，且该过程中的能量消耗可忽略不计。

　　无论怎样，微处理器最重要的作用在于构建一种有效机制，适当地为三相 BLDC 电机供电，以改进电池供电工具所需的效率。基于微控制器的功率级提供了所有工具，可以成功生成正确对齐的旋转磁场，并转化为最佳的运动曲线。

　　从开关和电机到上面的清单，很明显我们的电路规模已经大幅度提升。然而，新技术让我们大家可以将所有这些都装入一个小尺寸外形的方案中，这也是电机制造商青睐 BLDC 拓扑结构的另一个关键因素。

　　Qorvo的解决方案为 PAC5xxx 系列器件，该解决方案可在占用最小空间的情况下获得电机功能的所有优势。类似 PAC5527 的器件采用占板极小的单一封装，集成了驱动大多数电池驱动电动工具所需的电路。

　　PAC5527 包含一个，该转换器获取电池电压并将其降至不同电压轨，为系统的不同模块供电。该器件包括驱动一个很强大三相逆变器（超过 1 KW）所需的三个大电流预驱动级；其 ADC 具有可编程的定序器，来协调捕获多个而不可能影响中央处理器CPU）的实时性。它还包含保护块，以确保系统电流保持在一些范围内，防止可能会引起工具损坏的危险状况，同时使用户远离火灾等伤害。产品还提供了多个通用输入/输出（GPIO）来监测不同的信号；用于提取转子位置信息的电路使我们也可以产生完全对齐的旋转磁场，由此构成了封装在单个 PAC5527 器件中工具库的一部分。

　　PAC5527 打造了最小的三相逆变器电源驱动器之一。基于如此小巧的解决方案，能够准确的通过人体工程学原理进行电动工具的设计，同时提高能效。此外，由于其占板面积小且集成度高，整个应用的成本结构也得到了优化。

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