随着电子科技的发展和能源的日益短缺,人们越来越意识到节能的重要性,推动整个社会朝节能目标发展。这样的前提下,人们将视线投入到在工业生产和生活中无处不在的电机领域,并对电机提出了新的要求:高效率、高节能、高经济收益。目前,无刷直流电机凭借其高效能、长寿命、低损耗等优点,正在逐渐打破以交流电机、有刷直流电机为主的电机市场格局。未来势必会探索出更多无刷直流电机的潜在需求,这也会对无刷直流电机电机提出更高的要求。随着半导体行业的飞速发展,无刷直流电机的未来市场是朝着小型化、集成化、驱动一体化发展的,电机中的霍尔传感器也会慢慢被舍弃,无传感器直流电机成为主流。为了应对未来各种复杂的应用场景,无刷直流电机仅仅凭借自身的结构优势是远远不够的,电机控制方式的选择才是决定整个电机系统好坏的重中之重。顺应电机的发展趋势,本文设计了一款面向无刷直流电机应用的专用芯片,其创新点在于:针对无传感器电机中转子位置,使用了优化的反电势过零点原理设计了位置检测电路,避免了电路中心点的重建,提高了位置检测的准确性。同时,针对逆变器电路的控制,设计了基于转子位置的6路PWM发生器模块,实现对电机初始相位的确定控制。本设计芯片,不仅可以应用于无传感器电机的控制,也可实现对有传感器电机的控制。本文先根据BLDC的结构和工作原理,提取出待设计芯片的功能目标;然后基于开源的OC8051内核,使用NC-Verilog平台对内核及设计的芯片中各模块的设计进行了设计和功能仿真;在通过仿真验证后,使用ARM公司的GRACE sc7-180nm工艺库进行逻辑综合,分析时序并优化设计;接着对优化后的网表与优化前的设计进行formality验证,保证功能的一致性;最后使用ICC工具实现了版图设计。该芯片可工作的电压范围为1.62V～1.98V,温度范围为-40℃～150℃,版图设计后除ADC核外的芯片尺寸为1.3*1.3mm,总功耗不足4.6m W。