當控制器工作時，可根據霍爾傳感器檢測到電機轉子的當前位置，依照定子繞組決定開啟或關閉功率晶體管的順序，使電流依序流經電機線繞組，以產生順向或逆向的旋轉磁場，并與轉子的磁鐵相互作用，使電機順時或逆時轉動。當電機轉子轉動到霍爾傳感器檢測出另一組信號的位置時，再開啟下一組功率晶體管，如此循環(huán)，電機就能依據同一方向繼續(xù)轉動，直到控制器決定使電機轉子停止時，則關閉功率晶體管；決定使電機轉子反向時，則開啟功率晶體管，但順序相反。PWM是決定電機轉速快或慢的方式，如何產生PWM是實現準確控制速度的核心。
圖2中的開關器件采用MOSFET，它們是不能在關斷瞬間切換的。如果UH和UL是反向信號，那么，在同一時刻，一個開關器件導通，另外一個開關器件截止。在這段過渡時期，會有一個短暫的時間，其中一個開關器件并未完全截止，而另一個也是導通的，這樣會使電源與地直接連接，使得大電流流經晶體管。在工程應用中必須避免這種情況，因為若電路中沒有必要的硬件保護，極有可能損壞驅動裝置。因此，在控制電路中，每個PWM過渡期都應增加死區(qū)時間。要求在一個很小的時間內，上臂開關和下臂開關都不導通，即產生帶死區(qū)的PWM信號。
圖3示出采用ATmega48形成帶死區(qū)時間的PWM信號原理。ATmega48中定時器／計數器的雙斜率模式可產生帶死區(qū)時間的PWM信號，它能產生一個關于B0TTOM對稱的波形。圖3中三角線表示雙斜率相位修正模式下定時器／計數器T0的計數值。在向上計數時，當計數值與沒定值匹配時，輸出引腳OCOA清0；在向下計數時，當計數值與設定值匹配時，輸出引腳OCOA置l。輸出引腳OCOB也采用同樣的設置。PWM占空比則通過輸出比較寄存器OCROA和輸出比較寄存器OCROB來設置；A，B兩路PWM相位的輸出相反。當設置的兩個輸m端比較值相同時，這兩個PWM的輸出互補。

為了在上臂開關與下臂開關切換時插入死區(qū)時間，必須改變0CROB和OCROA的比較值，兩者之差值為插入的死區(qū)時間。如果3個計時／計數器都采用同樣的設置，就可產生3對帶死區(qū)的PWM波形，但必須保證PWM的輸出是同步的。當采用8位定時器／計數器產生2路具有不同比較值的PWM信號時，其最大設定值為255。若采用16位定時器／計數器，則必須設定為8位相位修正PWM模式。此時，PWM的基本頻率可由下式確定：

式中：fCPU為CPU的頻率。
無刷直流電機常采用三相正弦驅動方式。常用的方法是把一個正弦波形數據存儲在存儲器中，通過程序查表輸出所需的正弦驅動信號。由于3個正弦電壓之間的相位差為120°，因此可以采用一個正弦波形移位產生所有的正弦驅動信號。圖4給出各相驅動信號的產生機制和換相時序。圖中Hl，H2，H3為霍爾傳感器的輸出狀態(tài)；S1～S6為波形產生的步驟；虛線為相位切換波形；實線為輸出的正弦驅動信號。圖5給出用于控制器的換相控制程序設計流程。

4 結語
無刷直流電機的功率因數高，又無轉子損耗，因此用于無刷直流電機調速系統(tǒng)的驅動器大都采用電壓源型PWM控制。由于三相無刷直流電機借助ATmega48單片機進行控制．且通過軟件實現了帶死區(qū)的PWM、霍爾傳感器的換相處理、正弦驅動信號的產生和電機的轉速控制，因而所需的外圍器件少，成本低，并且還可提高系統(tǒng)的可靠性。