大话BLDC驱动：怎么根据HALL信号换相

根据《大话BLDC驱动：为什么可以根据HALL信号换相？》文中内容，我们知道HALL信号实时反应了电机转子的位置，所以，针对有感BLDC，我们当然可以根据HALL信号进行换相。那么，问题来了，根据HALL信号换相的方法及其步骤是什么？
有什么细节？有什么要注意？本文就来梳理一下。

1. 有感BLDC 8线接口定义

3线驱动接口：U_V_W
5线HALL接口：3线霍尔接口：Ha_Hb_Hc，2线电源接口：5v(3.3v)_GND

2. 根据HALL信号换相的方法与步骤

步骤1，

固定电机3线HALL信号线和电机3线UVW信号线的线序。电机3线HALL信号线以任意顺序连接到驱动板的HALL接口；电机3线UVW信号线也以任意顺序连接到驱动板的UVW接口。一旦连接后，就不要再改变。即，驱动板HALL接口上的HALL信号线序和驱动板UVW接口上的UVW信号线序，存在一一对应关系。比如：HaHbHc与UVW对应，HaHbHc与WUV对应，HaHcHb与WUV对应，HaHcHb与VWU对应等等。

步骤2，

分别确定正转和反转的HALL信号的输出值及其顺序。根据《大话BLDC驱动：为什么可以根据HALL信号换相？》文中内容，一方面，可知HALL信号实时反应了电机转子的位置；另一方面，可知在60°HALL中，HALL信号的输出值为：6_4_7_3_1_0；在120°HALL中，HALL信号的输出值为：5_4_6_2_3_1。即，这一串数字分别代表了电机转子的位置。本文后续仅以120°HALL为例做说明。
因此，120°HALL在正转或者反转时，HALL信号的输出值的顺序是：5_4_6_2_3_1......或者4_5_1_3_2_6_4......

如何确定正转和反转时，HALL信号的输出值？确定方法：首先将HALL接口的2线电源接口供电，然后用手或者其他工具分别正转或者反转电机，在示波器端观察3线霍尔接口的输出并记录下数字（当然只会读到5_4_6_2_3_1_5......或者4_5_1_3_2_6_4......）。

步骤3，

确定逆变电路的导通顺序。根据《大话BLDC驱动-如何确定六步换相法两两导通的顺序？》文中的内容，可知在六步换相法中，逆变电路两两导通顺序只能是：AC_AB_CB_CA_BA_BC__AC…或者 CB_AB_AC_BC_BA_CA_CB…......。为了方便沟通，我们将AC_AB_CB_CA_BA_BC分别编号为1_2_3_4_5_6。在六步换相法中，我们又称这一串编号为电机转子的相位phase，比如相位phase1，相位phase2，相位phase3......。即，phase1导通AC，phase2导通AB，phase3导通CB，phase4导通CA，phase5导通BA，phase6导通BC。那么据此编写源码1如下:

/*-----www.zhugedz.com------*/
switch(phase)
{
	case 1:
		PWM_ON_AC;
		break;
	case 2:
		PWM_ON_AB;
		break;
	case 3:
		PWM_ON_CB;
		break;
	case 4:
		PWM_ON_CA;
		break;
	case 5:
		PWM_ON_BA;
		break;
	case 6:
		PWM_ON_BC;
		break;
	default:
		PWM_OFF;
		break;
}

步骤4，

分别确定HALL值（5_4_6_2_3_1和4_5_1_3_2_6）与相位值（1_2_3_4_5_6）的对应关系。即，要解决读取到HALL某个值时，导通相位几的问题。

那么怎么确定HALL值和相位值的对应关系呢？

方法1：电机厂家会给出hall表的驱动图

方法2：排除法。

首先固定HALL值的顺序（5_4_6_2_3_1），然后分别用相位值（phase1_phase2_phase3_phase4_phase5_phase6）、（phase2_3_4_5_6_1）、（phase3_4_5_6_1_2）、（phase4_5_6_1_2_3）、（phase5_6_1_2_3_4）、（ phase6_1_2_3_4_5）分别做测试。编写测试源码2如下：

/*-----www.zhugedz.com------*/
switch(HALL)
        {
			case 5:
                phase = 1;
                break;
            case 4:
                phase = 2;
                break;
            case 6:
                phase = 3;
                break;
            case 2:
                phase = 4;
                break;
            case 3:
                phase = 5;
                break;
            case 1:
                phase = 6;
                break;
            
            default:
                phase = 0;
                break;
        }
		

以上测试结果会有两种。第一种，6次中有1次是正确的（通过观察电机运行状态，或者观察端电压和相电流的关系）；
第二种，6次都错误。那么分别改用相位值（phase3_phase2_phase1_phase6_phase5_phase4）、（ phase2_1_6_5_4_3）、（ phase1_6_5_4_3_1）,（phase6_5_4_3_2_1）、（phase5_4_3_2_1_6）、（phase4_3_2_1_6_5）、再测试一遍，一定可以找到一组正确的相位值。记录下HALL值对应的相位值，比如，HALL值（4_6_2_3_1_5）对应相位值（phase3_4_5_6_1_2）。

然后，再固定HALL值的顺序（4_5_1_3_2_6），按上面的方法再进行测试。比如，测试结果为HALL值（4_5_1_3_2_6）对应相位值（pashe6_5_4_3_2_1）。这样便找到了HALL值和相位值分别在正反转情况下的对应关系。测试完毕后，编写源码3如下：

/*-----www.zhugedz.com------*/
if(dir == CCW)   
  {
	switch(HALL)
	{
		case 4:
			phase = 3;
			break;
		case 6:
			phase = 4;
			break;
		case 2:
			phase = 5;
			break;
		case 3:
			phase = 6;
			break;
		case 1:
			phase = 1;
			break;
		case 5:
			phase = 2;
			break;
		default:
			phase = 0;
			break;
	}
 }
     else
     {
        switch(HALL)
        {
            case 4:
                phase = 6;
                break;
            case 5:
                phase = 5;
                break;
            case 1:
                phase = 4;
                break;
            case 3:
                phase = 3;
                break;
            case 2:
                phase = 2;
                break;
            case 6:
                phase = 1;
                break;
            default:
                phase = 0;
                break;
        }
      }

可见，源码3和源码1便将HALL值和相位值一一对应起来了，并实现了正确的逆变电路的开关控制。此刻，如给适当大小PWM的占空比，你的电机就转起来了。

方法3：观察法。

使用工具带动电机分别做正反转动，在示波器端观察HALL值和UVW端电压的相位关系。会很容得到HALL值和相位值的对应关系。