ESC内部的机制以及它与电池和电机的相互作用原理非常吸引人。在本文中，鑫疆基业将为大家介绍ESC的工作原理、应用协议以及它们使如何控制无刷电机和无人机的基础知识。

无人机智能电池充电柜是由深圳市鑫疆基业科技有限任公司根据企业无人机实际应用需求开发研制的无人机电池智能管理设备。专为解决批量智能飞行电池充电、维护及管理的痛点问题，该产品根据应用场景不同分为标准版和迷你版其中标准版最大支持六层充电模块(最多87块电池充电)，迷你版最大支持两层充电模块(最多30块电池充电)。工作效率。

一、ESC的工作原理是什么？

ESC就像电池和电动机的中间调节人，通过时控电信号来控制电机的转速，还可以通过开关系统将来自电池的直流电转换为电机所需的三相交流电。

车辆的油门控制可用于改变电机的转度，无论是电动汽车、飞机，还是无人机。加大油门会增加电机的输出功率，从而改变ESC电路中开关打开和关闭的速率。

目前ESC常用的协议有：PWM、Oneshot、Multishot和Dshot。这几种协议最主要的区别是他们传输的信号采用的是不同的频率。信号的频率越高，无人机的操控性越好。另外，Dshot协议与其他协议不同的地方是它发送的是数字信号而不是模拟信号，本身对电噪声不太敏感，使得信号更加精确并拥有更高的分辨率，我们将在本文后面更详细地介绍这一点。

二、电调组件

ESC内有许多重要组件，包括微控制器、栅极驱动器和MOSFET，在某些情况下还包括电池等效电路和设备管理适配器等。

（1）微控制器(MCU)

微控制器在ESC的操作中主要有三个主要功能：

作为固件载体来解析控制器发来的信号并将解析后的信号馈送至控制回路中。

跟踪电机的位置并确保其平稳加速。

发送脉冲信号到栅极驱动器以实现所需的命令。

电调中使用的固件通常由制造商预先安装，也可以从第三方获取开源版本。业余无人机中的预装固件通常是BLHeli的变版（BLHeli_S或BLHeli_32），也可以使用其他软件，如SimonK和KISS。但是固件必须与其硬件兼容，因为它将决定ESC的性能以及支持的应用协议。

微控制器还可以通过有传感器或是无传感器系统来确定电机的位置。其中传感系统使用的是电机中的电子传感器来跟踪转子的位置，对于地面车辆等低转速、高扭矩等应用效果很好。应用更广泛的无传感器系统会通过反电动势来确定转子相对于定子的位置。这在高转速的场景应用效果很好，而一旦电机以较低的转速转动且反电动势较小时，无传感器系统就无法正常工作了。对于螺旋桨的应用一般不会有太多问题，尤其是高转速的应用，无传感器系统则更高效、更便宜、更可靠。

（2）栅极驱动器

栅极驱动器的作用是充当控制器和MOSFET栅极之间的中间人。当接收到微控制器的低压信号后，栅极驱动器放大信号并将高压信号传送到至MOSFET。栅极驱动器的电阻比微控制器低，因此可以提供更高的电流，于是放大了信号的速度。这允许更快的切换和更低的热量产生。一些电调在低压微控制器和高压晶体管之间设置有绝缘光学芯片，我们一般称之为Opto-ESC。

（3）场效应晶体管

金属氧化物半导体场效应晶体管或MOSFET是为电机供电的选择性开关。ESC一共有六个这样的晶体管，电机的每根电线都连接到其中的两个晶体管上。MOSFET接收来自微控制器的信号，然后向电机供电，使其每个线圈处于以下其中的三个阶段之一：高压、低压或关闭/接地。

当电机旋转时，来自MOSFET的信号会切换线圈的相位，从而使转子保持旋转。ESC使用直流电与开关系统耦合来提供交流三相电流（图4）。油门输入越高，开关频率越快，使得电机的转速更高。目前有多种信号传输协议支持控制上述过程，每种协议都具备不同的性能和信号频率。

（4）电池消除器电路

ESC通常具有内置的电池消除器电路(BEC)，它并不是消除对电池的需求，而是提供电压调节器的功能，以消除集成电子设备需要配备单独电池的需求。通过BEC的电源被降至较低的电压，通常为5V，从而安全地为油门接收器和集成系统的任何其他电子设备供电（图5）。

（5）设备管理适配器(DMA)

设备管理适配器(DMA)帮助用户将他们的ESC连接到计算机来下载固件，并将其更新为使用高级编程的选项来定制他们的设备。这可以使ESC始终保持在最新版本的状态，同时提供高级设置功能，例如电压切断、油门校准模式和电机方向等。设备管理适配器(DMA)通常是特定品牌的ESC才具有的功能选项，并非适用于所有ESC。

正如我们所了解的，ESC的作用是用一种可控制的方式将电能从电池输送到电机。如果您在控制器上输入50%的油门，则ESC将为电机提供50%的“动力”。什么是“动力”取决于其使用的固件。一些设备获得的是发送到电机的平均电压，一些则以转速为目标，有些则会混合使用两者。