消費者希望電池供電產(chǎn)品具有優(yōu)異的可靠性并延長電池使用壽命，如手持電動工具、便攜式醫(yī)療設備或家庭自動化產(chǎn)品。隨著這些產(chǎn)品的市場迅速增長，制造商們開始采用新一代鋰離子電池(Li-ion)供電的無刷直流(BLDC)電機。

無刷直流電機非常適合于需要高可靠性、高效率和高功率密度的應用。由于沒有電刷磨損和更換，無刷直流電機的可靠性非常高。因此，其預期壽命顯著高于有刷電機，從而大大延長產(chǎn)品的使用壽命。

從另一方面看，鋰電池已廣泛應用于各種消費電子產(chǎn)品，如智能手機和平板電腦等。鋰電池以其優(yōu)異的能量密度和靜態(tài)電荷損失緩慢的特點，成為用途最廣的電池之一。鋰電池不僅用于消費電子產(chǎn)品，而且正在越來越多的應用于過去采用鉛酸蓄電池的產(chǎn)品，如高爾夫球車、 電動割草機等。

新型鋰電池供電的無刷電機工作時間長，產(chǎn)品可靠性更高，從而促進了電池供電的電動產(chǎn)品市場的發(fā)展。許多產(chǎn)品正在進行這種新電池的升級，包括手鉆、鏈鋸、鼓風機等電池供電工具，以及小型電動車輛(電動自行車和輪椅)和不間斷電源等。

這些新產(chǎn)品還需要更新驅(qū)動MOSFET的橋式驅(qū)動器，以利用各種功能，同時減少其配合集成式的BLDC電動機與鋰電池產(chǎn)生的問題。特別是，新型橋式驅(qū)動器提供的創(chuàng)新安全功能，可防止電機負載再生減速期間電池充電失控導致鋰離子電池損傷和損壞，進一步延長電池以及多節(jié)鋰電池供電產(chǎn)品的使用壽命。

升級到鋰離子電池和無刷直流電機

鋰離子電池的高能量密度是優(yōu)于其他電池技術(shù)(如鎘鎳、鎳氫或鉛酸電池)的一個主要優(yōu)勢。通常情況下，鋰電池能量密度是其它電池技術(shù)的兩到三倍。能量密度高可以減小電池組尺寸，減輕手持電動工具的重量并進一步小型化。此外，在不增加原有電池組尺寸或重量的情況下，可以延長電動自行車或輪椅等的工作時間。

不過，高能量密度的鋰電池并非沒有應用方面的問題。鋰電池不是我們通常對電池理解意義上的電壓源。鋰電池內(nèi)部電感相當高(100-500nH)，導致采用PWM技術(shù)驅(qū)動電機時產(chǎn)生明顯的紋波電壓。簡單的解決辦法是在MOSFET橋間增加足夠電容，但由于受到空間、成本的限制，無法采用這種方法。

除空間有限外，PCB結(jié)構(gòu)約束也是許多使用電池供電的手持電動工具的主要問題。在一些應用中，橋臂間跨接很小的電容也會使橋路產(chǎn)生嚴重的電壓紋波。以18-20V的鋰電池為例，大負載條件下，采用最小限度容量橋接電容的鋰電池谷值電壓可能低至5V，峰值電壓則高達36V。另一個考慮因素是過載期間的工作條件，如轉(zhuǎn)子停轉(zhuǎn)，這種情況下，電池電壓會下降到非常低的值。這些例子中，要求控制器(而不是驅(qū)動器)能夠決定如何對這些極端工作條件做出反應。

采用BLDC電機有多個理由。BLDC電機最大轉(zhuǎn)速(RPM)主要受轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)限制，而有刷直流電機的轉(zhuǎn)速主要受電刷本身的限制。大部分應用采用減小傳動比的方法，將電機轉(zhuǎn)速降低到應用所需的轉(zhuǎn)速。由于無刷直流電機的轉(zhuǎn)速要比有刷電機快很多倍，因此通過相應調(diào)整傳動比，物理尺寸比較小的無刷直流電機可以產(chǎn)生同樣的轉(zhuǎn)速和作用扭矩。無刷直流電機的另一個顯著優(yōu)點是消除了電刷磨損及其產(chǎn)生的嚴重電磁干擾(EMI)。在延長工作時間方面，無刷直流電機的明顯優(yōu)勢是效率高，一般優(yōu)于同類有刷直流電機150%以上。