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

一、无刷直流电机简介

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。

二、方案介绍

（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、4KB SRAM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0.5Ω，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5μs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1μs）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。

三、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/O端口支持5V耐压，高可靠性。

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（5×5mm）封装，暴露焊盘需焊接至PCB以保障散热；引脚数量32个，I/O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。

提供替代传统光电编码器的增量ABZ输出接口，增量输出最大分辨率为1024脉冲/圈（4096步/圈），可编程。

提供替代开关霍尔换相的增量UVW信号，1~16对极可编程。

配备标准的I²C或SSI接口，支持读取14位绝对角度数据，I²C时序兼容标准协议，SSI支持CRC校验。

单线输出的PWM或者模拟信号，提供分辨率为12位的绝对角度数据。

PUSH引脚支持非接触式按压识别，可通过寄存器配置灵敏度与响应时间，拓展人机交互场景。

内部集成了EEPROM，烧写电压为4.5V~5.5V，支持参数反复多次擦写。

MT6701参数表

磁感应原理	差分霍尔
工作电压（V）	3.3~5（典型）
工作温度（℃）	-40~125
绝对角度分辨率	14位
PWM输出	12位
数字接口	I²C，SSI
ABZ输出	1~1024脉冲/圈；1~4096步/圈
UVW输出	1~16对极可编程
角度精度	＜±1°
封装	SOP-8；QFN3x3-16L

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审核编辑 黄宇