CN105144566A - 用于无刷直流电动机的经正弦修改的梯形驱动 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种到无刷直流BLDC电动机的脉宽调制PWM梯形换向驱动，其经正弦修改使得所施加的驱动电压实质上与在所述BLDC电动机中所产生的感应电压相匹配。取决于由在未连接的电动机端子处所测定的零交叉BEMF电压之间的时间所确定的转子角度位置而使用介于-30度与+30度之间的角度的余弦值来修改PWM驱动信号的工作周期。

Description

用于无刷直流电动机的经正弦修改的梯形驱动
相关专利申请案
本申请案主张沃德R.布朗(WardR.Brown)及霍华德.亨德里克斯(HowardHendricks)共同拥有的序号为61/784,606的美国临时专利申请案的优先权，其在2013年3月14日申请；标题为“用于无刷直流电动机的经正弦修改的梯形驱动(SineModifiedTrapezoidalDriveforBrushlessDCMotors)”；且为了所有目的而以引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及无刷直流(BLDC)电动机，且更特定来说，涉及生成到BLDC电动机的经正弦修改的梯形驱动。
背景技术
无刷直流(BLDC)电动机用于例如电器、汽车、航天、消费型、医疗、工业自动化设备及仪器的行业中。BLDC电动机不使用电刷来换向，而是使用电子换向。BLDC电动机具有优于有刷DC电动机及感应电动机的优点，例如，更好的速度对转矩特性、高动态响应、高效率、长工作寿命、更长的维修时间间隔、实质上无噪音操作及更高速范围。BLDC电动机的更详细概述可见于MicrochipApplicationNoteAN857，标题为“易于进行无刷DC电动机控制(BrushlessDCMotorControlMadeEasy)”；及MicrochipApplicationNoteAN8859，标题为“无刷DC(BLDC)电动机基本原理(BrushlessDC(BLDC)MotorFundamentals)”；两者的网址皆为www.microchip.com，且其中两者为了所有目的而以引用的方式并入本文中。
BLDC电动机控制提供三个事项：(1)用于控制电动机速度的脉宽调制(PWM)驱动电压，(2)用于使BLDC电动机的定子换向的机制，及(3)估计BLDC电动机的转子位置的方式。PWM可用于提供可变电压到BLDC电动机的定子绕组。提供到其上的有效电压与PWM工作周期成比例。定子线圈的电感充当低通滤波器以使PWM脉冲平滑为实质上直流(DC)电压。当经适当换向时，BLDC电动机的转矩-速度特性实质上等同于DC电动机。可变电压控制电动机的速度及可用转矩。
三相BLDC电动机以六个步进完成电循环，即，360电角度的旋转，每个步进为60电角度。与在每每60电角度处同步，绕组相位电流切换被更新(换向)。然而，一个电循环可能不对应于电动机转子的一个机械回转(360机械角度)。待重复以完成一个机械回转的电循环的数目取决于转子极对的数目。
BLDC电动机为非自换向的且因此其控制更复杂。BLDC电动机控制需要知道电动机转子位置及用于使BLDC电动机定子绕组换向的机制。针对BLDC电动机的闭合回路速度控制，存在两个额外要求：转速的测量，及用于从其中控制电动机速度及电源的脉宽调制(PMW)驱动信号。
为了感测BLDC电动机的转子位置，霍尔效应传感器可用于提供绝对转子位置感测。但是，霍尔效应传感器增加BLDC电动机的成本及复杂性。无传感器BLDC控制通过在电动机的每一相(A-B-C)上监测反电动势(BEMF)电压以确定驱动换向而免除对霍尔效应传感器的需要。当未被驱动相的BEMF在换向周期中间与电动机供应电压的一半交叉时，驱动换向与电动机同步。此被称作“零交叉”，其中BEMF在每一电循环中变化为高于及低于零交叉电压。仅当驱动电压被施加到被驱动相时可在未被驱动相上检测到零交叉。因此，检测未被驱动相上的BEMF从小于电动机供应电压的一半到大于电动机供应电压的一半的变化可在施加驱动电压到三相BLDC电动机的两个被驱动相期间使用。
BLDC电动机的最简单控制方法中的一者为梯形换向。切换(换向)(例如，使用功率晶体管)取决于转子位置而给三相BLDC电动机的适当两个定子绕组供能。第三绕组保持与电源断开。在转子电流旋转期间，定子绕组的两者的量值相同且第三未连接定子绕组电流为零(针对Y形连接的定子绕组)。就三相BLDC电动机来说，仅存在六个不同的空间矢量方向，且当转子转动时，穿过定子绕组(Y形连接的定子绕组)的两者的电流每60度的电旋转被电切换(换向)，使得电流空间矢量总是在正交方向的最靠近的30度内。每一绕组的电流波形因此为从零到正电流到零且随后到负电流的阶梯。此产生电流空间矢量，当其在转子转动时在六个不同方向之间步进时为近似平滑旋转。梯形电流驱动的BLDC电动机因控制简单而流行，但遭受比正弦驱动高的转矩涟波及比其低的效率。
正弦换向使用在转子转动时可平滑地变化的三个电流来驱动BLDC电动机的三个定子绕组。这些电流的相对相被选择为例如分开120度，使得其提供平滑旋转的电流空间矢量，所述矢量总是在相对于转子的正交方向上且具有恒定量值。此消除与梯形换向相关联的转矩涟波及换向尖峰。但是，正弦换向驱动系统与梯形换向驱动系统相比更复杂及昂贵。
发明内容
因此，需要在驱动BLDC电动机时以更低电路复杂性及成本减小转矩涟波且改进效率。
根据实施例，一种用于修改到无刷直流(BLDC)电动机的梯形驱动的方法可包括下列步骤：开始换向驱动周期；将换向驱动周期划分为N个时间区段；将N个时间区段关联为N个度数区段，其中N个时间区段中间的N个度数区段中的一者可为实质上零(0)度；确定N个度数区段中的每一者的余弦值；及在换向驱动周期期间的适当时间用余弦值修改到BLDC电动机的脉宽调制(PWM)驱动的工作周期。
根据所述方法的另一实施例，BLDC电动机为三相且具有第一、第二及第三电动机端子。根据所述方法的另一实施例，开始换向驱动周期的步骤可包括以下步骤：将第一电动机端子耦合到电源共点；将第二电动机端子耦合到由PWM驱动控制的电源电压；确定何时反电动势(BEMF)电压可在第三电动机端子处实质上为零，其中第三电动机端子可能未连接到电源共点或电压；及从实质上零伏BEMF电压与前一个实质上零伏BEMF电压之间的时间来确定换向驱动周期。
根据所述方法的另一实施例，每六十(60)电角度旋转可存在六个换向驱动周期，且六个换向驱动周期中的每一者具有电动机端子的不同连接配置。根据所述方法的另一实施例，N个度数区段可为从大约负三十(-30)度到大约正三十(+30)度。根据所述方法的另一实施例，PWM驱动的工作周期可能在零(0)度的度数区段处最大。根据所述方法的另一实施例，三相BLDC电动机可具有三个定子极对绕组。根据所述方法的另一实施例，三个定子极对绕组可为Y形连接。根据所述方法的另一实施例，三个定子极对绕组可为三角形连接。根据所述方法的另一实施例，三相BLDC电动机每相可具有一个极对绕组。根据所述方法的另一实施例，三相BLDC电动机每相可具有至少两个极对绕组。根据所述方法的另一实施例，确定余弦值的步骤可用微控制器及余弦查找表完成。根据本发明的另一实施例，开始换向驱动周期、将换向驱动周期划分为N个时间区段、将N个时间区段关联为N个度数区段、确定余弦值及修改PWM驱动的工作周期的步骤可用微控制器完成。
根据另一实施例，一种用于用经正弦修改的脉宽调制(PWM)驱动无刷直流(BLDC)电动机的系统可包括：三相BLDC电动机，其具有第一、第二及第三电动机端子；耦合到电动机端子中的每一者的高压侧电源开关及低压侧电源开关，其中高压侧电源开关及低压侧电源开关可进一步耦合在电源共点与由PWM驱动控制的电源电压之间，其中高压侧电源开关及低压侧电源开关中的每一者会将电动机端子中的相应者连接到电源共点、电压或不连接到两者；零交叉电压检测器，其中电动机端子中的每一者可连接到零交叉电压检测器中的相应者；PWM主时基；PWM生成器，其耦合到PWM主时基及电动机端子中的相应者；及微控制器，其包括余弦查找表及至少一个计时器/计数器，其用于存储未连接到电源共点或电压的电动机端子中的一者处的反电动势(BEMF)零电压交叉之间的时间周期，其中零交叉电压检测器提供BEMF零电压交叉何时发生；其中微控制器生成经正弦修改的工作周期PWM控制信号到PWM生成器，以从其中基于与BEMF零电压交叉之间的所存储的时间周期相关联的旋转度数的余弦值来控制PWM驱动的工作周期。
根据另一实施例，高及低驱动器对可耦合在PWM生成器与高压侧电源开关及低压侧电源开关中的相应者之间。根据另一实施例，高压侧电源开关及低压侧电源开关可包括高压侧及低压侧电源金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。根据另一实施例，PWM控制信号的工作周期可在每一所存储的时间周期的一半时间最大。
根据另一实施例，一种用于提供经正弦修改的脉宽调制(PWM)驱动到无刷直流(BLDC)电动机的电动机控制器可包括：耦合到每一电动机端子的高压侧电源开关及低压侧电源开关，其中高压侧电源开关及低压侧电源开关可进一步耦合在电源共点与由PWM驱动控制的电源电压之间，其中高压侧电源开关及低压侧电源开关中的每一者会将电动机端子中的相应者连接到电源共点、电压或不连接到两者；零交叉电压检测器，其中电动机端子中的每一者可连接到零交叉电压检测器中的相应者；PWM主时基；PWM生成器，其耦合到PWM主时基及电动机端子中的相应者；及微控制器，其包括余弦查找表及至少一个计时器/计数器，其用于存储未连接到电源共点或电压的电动机端子中的一者处的反电动势(BEMF)零电压交叉之间的时间周期，其中零交叉电压检测器提供BEMF零电压交叉何时发生；其中微控制器生成经正弦修改的工作周期PWM控制信号到PWM生成器，以从其中基于与BEMF零电压交叉之间的所存储的时间周期相关联的旋转度数的余弦值来控制PWM驱动的工作周期。根据另一实施例，PWM控制信号的工作周期可在每一所存储的时间周期的一半时间最大。
附图说明
可通过参考结合附图的以下描述而获取本发明的更全面理解，在图中：
图1说明根据本发明的教示的连接为Y形及三角形配置的三相BLDC电动机绕组的示意图；
图2说明根据本发明的教示的Y形绕组配置的三相BLDC电动机的操作的示意波形图；
图3说明根据本发明的教示的三角形绕组配置的三相BLDC电动机的示意波形图；
图4说明根据本发明的教示的到三相BLDC电动机的梯形驱动的示意波形图；
图5说明根据本发明的特定实例实施例的到BLDC电动机的经正弦修改的驱动的示意波形图；
图6说明根据本发明的特定实例实施例的BLDC电动机控制器-驱动器的示意框图；及
图7说明根据本发明的特定实例实施例的BLDC电动机控制器-驱动器的示意操作流程图。
尽管本发明具有各种修改及替代形式，但其特定实例实施例已展示在图式中且在本文中详细描述。然而，应了解，不希望本文关于特定实例实施例的描述将本发明限于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本发明将涵盖如由所附权利要求书界定的所有修改及等效物。
具体实施方式
根据本发明的实施例，梯形驱动的每一驱动步骤经正弦修改，使得所施加的驱动电压(例如，PWM)实质上与BLDC电动机的感应电压相匹配。此将导致BLDC电动机以最佳效率及最低转矩涟波操作。此可通过一次仅在一个电动机端子上，用具有单相正弦波的小部分(例如，经正弦修改的PWM工作周期)修改到BLDC电动机的正常DC驱动(例如，PWM驱动)而完成，例如，针对三相BLDC电动机，第一端子连接到第一定子绕组且处于电源共点上且第二端子由经正弦修改的PWM工作周期驱动电压所驱动。三相BLDC电动机的第三端子仍保持浮动，例如，未连接到电源共点或PWM驱动信号。每当PWM驱动信号开启时，在第三端子上测量反电动势(BEMF)电压以确定BLDC电动机的转速并确定何时将驱动电压换向到另一电动机相端子。三个端子连接关系针对每60度转子旋转改变(换向)。预期到且在本发明的范围内，具有超过三相的BLDC电动机也可受益于本发明的教示。
针对Y形连接的三相BLDC电动机，连接到第一端子及第二端子的第一定子绕组及第二定子绕组也串联连接且第三定子绕组连接在第一定子绕组与第二定子绕组之间的共点连接与第三端子之间。针对三角形连接的三相BLDC电动机，第一定子绕组连接在第一端子与第二端子之间，第二定子绕组连接在第二端子与第三端子之间，且第三定子绕组连接在第三端子与第一端子之间。当第一端子处于电源共点上且第二端子用经正弦修改的PWM工作周期驱动电压驱动时，第一定子绕组具有跨越其完整PWM驱动信号且第二定子绕组及第三定子绕组串联连接在第一端子与第二端子之间且与第一定子绕组并联。第三端子连接在第二定子绕组与第三定子绕组之间且仍保持浮动，例如，未连接到电源共点或PWM驱动信号。
现参考图式，示意性地说明特定实例实施例的细节。图式中的相同元件将由相同数字表示，且类似元件将由具有不同小写字母小标的相同数字表示。
参考图1，描绘根据本发明的教示的连接为Y形及三角形配置的三相BLDC电动机绕组的示意图。参考图2，描绘根据本发明的教示的Y形绕组配置的三相BLDC电动机的操作的示意波形图。图2中所示的波形(标注为“A”“B”及“C”)为由在永久磁场存在的情况下移动相应A、B及C定子绕组线圈(图1)感应的电压。标注为A-B、C-B及A-C的波形为端子U相对于V、W相对于V及U相对于W的相应感应电压。
参考图3，描绘根据本发明的教示的三角形绕组配置的三相BLDC电动机的示意波形图。图3中所示的波形(标注为“A”、“B”及“C”)为由在永久磁场存在的情况下移动相应A、B及C绕组线圈(图1)感应的电压。标注为A+B、B+C及C+A的波形为端子U相对于V、W相对于U及V相对于W的相应感应电压。在Y形及三角形配置两者中，三相BLDC电动机将在所施加的电压实质上匹配所感应的绕组电压时以最佳效率及最低转矩涟波操作。
参考图4，描绘根据本发明的教示的到三相BLDC电动机的梯形驱动的示意波形图。未被驱动(即，浮动)的定子绕组端子包括梯形电压波形，其从实质上零(0)伏变化为电动机电压，且用于针对60度换向确定BEMF零交叉无传感器转子位置确定，其如在MicrochipApplicationNoteAN885中更完整描述，其标题为“无刷DC(BLDC)电动机基本原理(BrushlessDC(BLDC)MotorFundamentals)”；网址：www.microchip.com，且为了所有目的而特此以引用的方式并入本文中。定子绕组电压在时间上相移120电角度，且跨越两个串联连接的定子绕组的电压总和被展示为每60电角度变化为稍微高于及低于电动机驱动电压的顶部波形。当其小于或大于连接到未被驱动的第三定子绕组的浮动端子的梯形波形(BEMF)时，提及此波形的部分。当梯形波形大于跨越两个串联连接的定子绕组的电压时，其“驱动过度”且当梯形波形小于跨越两个串联连接的定子绕组的电压时，其“驱动不足”。
参考图5，描绘根据本发明的特定实例实施例的到BLDC电动机的经正弦修改的驱动的示意波形图。根据本发明的教示，到两个串联连接的定子绕组(Y形连接的定子绕组)或被驱动线圈(三角形连接的定子绕组)的PWM驱动的工作周期可变化以实质上匹配如图5中的所得顶部波形中所展示的未被驱动的第三绕组上测量的所生成BEMF电压。此可通过改变经脉宽调制(PWM)的驱动信号的工作周期而完成，其中驱动电压的增大为由于PWM工作周期的增大所导致且驱动电压的减小为由于PWM工作周期的减小所导致。因此，如下文更完整的解释，PWM驱动信号的经正弦修改的工作周期可由以度数为单位的转子位置及余弦函数(例如，使用转子位置度数来对余弦查找表)来确定。
PMW工作周期确定BLDC电动机的速度，例如，针对全速，PWM工作周期将为大约100％且针对半速，PWM工作周期将为大约50％。换向时间可由当未连接的端子中的每一者上的BEMF处于“零伏”时(例如实质上等于Y形定子绕组连接的BLDC电动机的共点上的电压或大约为驱动电压的一半)之间的时间所确定。在使用微控制器的BLDC电动机控制器中，微控制器可编程计时器/计数器以表示BEMF零交叉之间的时间且将用于确定何时将BLDC电动机端子换向为下一60电度数驱动绕组配置(针对三相BLDC电动机)。当BEMF零交叉之间的时间改变时，微控制器也将改变计时器/计数器计数值以适当表示BLDC电动机的新转速。此计数器可用于在60电度数驱动周期内内插一组PWM工作周期修正值。
举例来说，PWM脉冲宽度的工作周期在驱动周期的中间最大，与感应电压的峰值同时且在驱动周期的各点上减小达角度的余弦值，其中中心上角度(例如，图5中所展示的300度)被界定为零(0)度，驱动周期开始时，角度大约为负三十(-30)度(例如，图5中所展示的270度)，且在驱动周期结束时，角度大约为正三十(+30)度(例如，图5中所展示的330度)。可取决于自定时器/计数器计数值所确定的转子角度位置而使用介于大约-30度与大约+30度之间的角度的余弦值来修改PWM驱动信号的工作周期，所述计数值表示在未连接的电动机端子处所测量的零交叉BEMF电压之间的时间。
参考图6，描绘根据本发明的特定实例实施例的BLDC电动机控制器-驱动器的示意框图。三相BLDC电动机632可由三组电源开关620到630(例如，电源金属氧化物半导体(MOSFET)晶体管)驱动，其将电动机端子U、V或W交替地耦合到电源共点、电源电压、Vmotor；或允许电动机端子“浮动”，即，未连接到电源共点或电压。这些电源开关620到630可由高/低驱动器614到618驱动。高/低驱动器614到618可耦合到PWM生成器608到612，其可从PWM主时基606接收主时基信号。来自PWM生成器608到612的PWM信号的工作周期控制可由微控制器602提供，微控制器602也可耦合到余弦查找表604。微控制器602也可监测每一定子绕组端子U、V、及W(例如，零交叉检测器602b)上的电压用于基于BEMF电压零交叉的转子位置指示。计时器/计数器602a可用BEMF电压零交叉之间确定的时间编程且在BEMF电压零交叉之间的时间改变时更新。
在知道转子位置(例如，基于计时器/计数器602a中的换向时间计数)的情况下，微控制器可“调整”PWM驱动信号的工作周期，使得所施加的驱动电压(例如，PWM工作周期)及感应电压实质上相同，借此减小转矩涟波及改进BLDC电动机632的效率。PWM驱动信号的工作周期可基于驱动周期的每一点上的角度的余弦值修改，其中在中心处的角度被界定为0度(cosine0＝1)，其中驱动周期的开始可为大约-30度且驱动周期的结束可为大约+30度。因此，PWM工作周期可根据从大约-30度到大约+30度的余弦值修改，其中PWM工作周期在零(0)度上最大(最高所得驱动电压)，从而导致与BLDC电动机感应电压实质上相同的驱动电压波形。微控制器602可合成余弦值用于通过使用计时器/计数器602a计数增量来修改PWM工作周期，表示从大约-30度到大约+30度的旋转度数及随后在余弦查找表604中查找与每一计数增量相关联的旋转度数的余弦值。这些余弦值可根据本发明的教示被应用于正弦修改PWM驱动工作周期。微控制器或者可基于由计数器增量表示的等效度数来计算余弦值。
参考图7，描绘根据本发明的特定实施例的BLDC电动机控制器-驱动器的示意操作流程图。在步骤702中，新的换向周期开始。在步骤704中，将第一电动机端子(例如)通过低压侧晶体管开关622、626或630耦合到电源共点。第一电动机端子可在整个换向周期期间保持耦合到电源共点。在步骤706中，将第二电动机端子(例如)通过高压侧晶体管开关624、628或620耦合到PWM驱动信号。PWM驱动信号的工作周期用于控制BLDC电动机632的速度。在步骤708中，监测第三电动机端子以确定BEMF电压何时处于实质上零电压交叉，例如，Y形绕组连接的电动机的共点上的电压，或电动机供应电压的一半。
在步骤710中，确定目前BEMF零电压交叉与前一BEMF零电压交叉之间的时间，其建立表示其转速的BLDC电动机的换向驱动时间周期。在步骤712中，可将所确定的换向驱动时间周期划分为N个时间区段，其表示从大约-30度到大约+30度的电动机旋转，其也表示一个换向时间周期。在步骤714中，这些N个时间区段可用于查找从-30度到+30度的相关旋转度数的余弦值。或者，微控制器602可将N个时间区段转换为度数区段，例如，取决于所要粒度的度数范围，从大约-30度到大约+30度，且随后计算每一度数区段的余弦值。在步骤716中，使用换向N个时间区段期间的相应旋转度数的余弦值以正弦修改PWM驱动信号的工作周期。步骤718确定换向时间周期何时在大约+30度旋转度数下结束，即，换向时间周期被界定为从大约-30度到大约+30度的60度旋转。在换向时间周期结束时，新的换向及换向时间周期在步骤702处开始。
预期到且在本发明的范围内，在换向周期期间正弦修改PWM驱动信号的工作周期也可适当应用于单相、两相或超过三相的BLDC电动机。BLDC电动机驱动设计中且受益于本发明的一般技术人员将易于在无需过度实验的情况下实施这些应用。
尽管本发明的实施例已被描绘、描述且通过参考本发明的实例实施例而界定，但此类参考不暗示对本发明的限制且不得推断此限制。如相关领域中且受益于本发明的一般技术人员将了解，所揭示的标的物能够在形式及功能上具有大量修改、变更及等效物。本发明所描绘及所描述的实施例仅为实例且不穷尽发明的范围。

Claims (19)

1.一种用于修改到无刷直流BLDC电动机的梯形驱动的方法，所述方法包括下列步骤：
开始换向驱动周期；
将所述换向驱动周期划分为N个时间区段；
将所述N个时间区段关联为N个度数区段，其中在所述N个时间区段中间的所述N个度数区段中的一者可为实质上零(0)度；
确定所述N个度数区段中的每一者的余弦值；及
在所述换向驱动周期期间的适当时间用所述余弦值修改到所述BLDC电动机的脉宽调制PWM驱动的工作周期。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述BLDC电动机为三相且具有第一、第二及第三电动机端子。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述开始所述换向驱动周期的步骤包括以下步骤：
将所述第一电动机端子耦合到电源共点；
将所述第二电动机端子耦合到由所述PWM驱动控制的电源电压；
确定何时反电动势BEMF电压在所述第三电动机端子处实质上为零，其中所述第三电动机端子未连接到所述电源共点或电压；及
从所述实质上零伏BEMF电压与前一个实质上零伏BEMF电压之间的时间来确定所述换向驱动周期。
4.根据权利要求2所述的方法，其中每六十(60)电角度旋转存在六个换向驱动周期，且所述六个换向驱动周期中的每一者具有电动机端子的不同连接配置。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述N个度数区段为从大约负三十(-30)度到大约正三十(+30)度。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述PWM驱动的所述工作周期在零(0)度的度数区段处最大。
7.根据权利要求2所述的方法，其中所述三相BLDC电动机具有三个定子极对绕组。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述三个定子极对绕组为Y形连接。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述三个定子极对绕组为三角形连接。
10.根据权利要求2所述的方法，其中所述三相BLDC电动机每相具有一个极对绕组。
11.根据权利要求2所述的方法，其中所述三相BLDC电动机每相具有至少两个极对绕组。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定余弦值的步骤是用微控制器及余弦查找表完成。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述开始换向驱动周期、将所述换向驱动周期划分为N个时间区段、将所述N个时间区段关联为N个度数区段、确定余弦值及修改所述PWM驱动的所述工作周期的步骤是用微控制器完成。
14.一种用于用经正弦修改的脉宽调制PWM驱动无刷直流BLDC电动机的系统，所述系统包括：
三相BLDC电动机，其具有第一、第二及第三电动机端子；
耦合到所述电动机端子中的每一者的高压侧电源开关及低压侧电源开关，其中所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关进一步耦合在电源共点与由所述PWM驱动控制的电源电压之间，其中所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关中的每一者会将所述电动机端子中的相应者连接到所述电源共点、电压或不连接到两者；
零交叉电压检测器，其中所述电动机端子中的每一者连接到所述零交叉电压检测器中的相应者；
PWM主时基；
PWM生成器，其耦合到所述PWM主时基及所述电动机端子中的相应者；及
微控制器，其包括余弦查找表及至少一个计时器/计数器，其用于存储未连接到所述电源共点或电压的所述电动机端子中的一者处的反电动势BEMF零电压交叉之间的时间周期，其中所述零交叉电压检测器提供所述BEMF零电压交叉何时发生；
其中所述微控制器生成经正弦修改的工作周期PWM控制信号到所述PWM生成器，以从其中基于与所述BEMF零电压交叉之间的所述所存储的时间周期相关联的旋转度数的余弦值来控制所述PWM驱动的工作周期。
15.根据权利要求14所述的系统，其进一步包括耦合在所述PWM生成器与所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关中的相应者之间的高及低驱动器对。
16.根据权利要求14所述的系统，其中所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关包括高压侧及低压侧电源金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
17.根据权利要求14所述的系统，其中所述PWM控制信号的所述工作周期在每一所存储的时间周期的一半时间最大。
18.一种用于提供经正弦修改的脉宽调制PWM驱动到无刷直流BLDC电动机的电动机控制器，其包括：
耦合到每一电动机端子的高压侧电源开关及低压侧电源开关，其中所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关进一步耦合在电源共点与由所述PWM驱动控制的电源电压之间，其中所述高压侧电源开关及所述低压侧电源开关中的每一者会将所述电动机端子中的相应者连接到所述电源共点、电压或不连接到两者；
零交叉电压检测器，其中所述电动机端子中的每一者连接到所述零交叉电压检测器中的相应者；
PWM主时基；
PWM生成器，其耦合到所述PWM主时基及所述电动机端子中的相应者；及
微控制器，其包括余弦查找表及至少一个计时器/计数器，其用于存储未连接到所述电源共点或电压的所述电动机端子中的一者处的反电动势BEMF零电压交叉之间的时间周期，其中所述零交叉电压检测器提供所述BEMF零电压交叉何时发生；
其中所述微控制器生成经正弦修改的工作周期PWM控制信号到所述PWM生成器，以从其中基于与所述BEMF零电压交叉之间的所述所存储的时间周期相关联的旋转度数的余弦值来控制所述PWM驱动的工作周期。
19.根据权利要求18所述的电动机控制器，其中所述PWM控制信号的所述工作周期在每一所存储的时间周期的一半时间最大。
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