現在，大部分幫助我們生活得更輕松、更舒適的設備都需要機械運動的控制，諸如
洗衣機、冰箱、風扇、空調、電動工具和攪拌器等等。
所有這些設備都需要消耗能量以產生機械運動，而有效利用能源的途徑取決于控制
系統、電氣機構的設計及控制算法等。我們面臨的一個最大挑戰就是能源的有效利
用。對于這個問題，絕大部分的工作都集中在機械運動控制系統上。因此，許多節
能方面的進步是通過改進電機控制技術、結構設計、材料和制造精度來實現的。
早在幾年前，人們就已經開發出了更高效的控制技術，但執行這類復雜算法和計算
所需的CPU 成本較高，不能滿足成本敏感市場（如家電市場）的需求。這種情況
在最近幾年已經發生了變化，成本更低并且具有執行這些復雜的控制算法所需的所
有功能的高性能數字信號控制器已經面世。
實現節能的另一個開發領域是功率轉換。功率轉換系統用于將電能從一種形式轉換
為另一種形式，在此過程中，由于系統的固有能耗、拓撲結構的效率、控制技術以
及所采用的電子元器件，必然會產生一定的能量損失。大部分功率轉換控制是由模
擬電路實現的，但新的節能法規提出的要求越來越高，使得模擬控制的系統越來越
難以滿足這些要求。
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MCU 和DSC 的使用為此開辟了新的前景。現在，借助數字控制技術和由高性能、
低成本的數字信號控制器（DSC）實現的復雜數學運算，功率轉換系統的效率達到
98%是完全可行的。
設計中的難點
機械運動控制設計中的難點
在機械運動控制中會使用多種電機，包括無刷直流電機、有刷換向永磁直流電機、
線性電機和步進電機等。
系統工程師不但需要選擇正確的電機來完成機械動作，還必須選擇適當的控制環路
結構來滿足系統的機械和電子時變響應的要求。控制環的調節通常在電子驅動裝置
的設計階段進行。由于不同的電機對電子驅動裝置有一系列不同的設計要求，開發
人員可能需要處理大量的設計變量。此外，由于電動機的感性特點，它容易造成電
磁干擾（EMI）、射頻干擾（RFI）和具有破壞性的瞬間高能量，因此，電機本身
也使電子驅動裝置的設計變得更為復雜。這類電子驅動設備的設計不但要避免電磁
干擾（EMI）和射頻干擾（RFI），還必須能夠承受瞬間過電壓和過電流的情形。
BLDC 電機已廣泛應用于許多領域。BLDC 電機不帶換向器，因而比直流電機更可
靠。BLDC 電機在許多方面也優于交流感應電機。BLDC 電機通過轉子磁體生成旋
轉磁通，具有很高的效率，因而它們一般用于高端家用電器（如冰箱、洗衣機和洗
碗機）、高端水泵、風扇和其它需要較高可靠性和效率的設備中。也由于BLDC
電機的結構非常牢固，它們廣泛應用于泵、風扇和壓縮機等應用中。這些應用的共
同特點是它們不需要位置信息，只需要速度信息，而且只需要控制速度。BLDC 電
機的使用不需要復雜的控制算法。



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