PMS150C 电机控制完整指南｜PWM 调速原理、应用电路、驱动拓扑与实战代码（逐高电子),应广科技（Padauk）推出的超高性价比 8 位 MCU适用于电机驱动、消费电子、玩具马达控制

一、PMS150C 在电机控制领域的价值

PMS150C 是应广科技（Padauk）推出的超高性价比 8 位 MCU，特别适用于电机驱动、消费电子、玩具马达控制、小家电风扇调速等需求。逐高电子科技作为台湾应广 MCU 专业代理商，长期为客户提供 PMS150C 选型、方案设计、电机调速算法与 EMC 调校支持，协助工程师快速量产落地。

 

 

二、系统架构与控制原理（详细说明）

1. 基本拓扑结构

在以 PMS150C 控制直流有刷马达的典型量产应用中，常见的整体拓扑结构可以概括为四个核心部分：驱动級、电机本體、反馈与保护，以及控制核心 MCU。以下為增强后的專業說明。

• PMS150C MCU：负责 PWM 波形生成、速度控制逻辑、软启动、保护策略执行。
• MOSFET 驱动级：由 N 沟道 MOS 组成低端开关；MCU 输出 PWM 信号驱动 MOS，使电机获得脉冲式电压。MOS 需要具备低 Rds(on) 以降低发热。
• 电机与供电：电机通常工作在 5V~24V，依据产品而定；MCU 自身 5V 或 3.3V 供电与电机供电隔离，以确保系统稳定。
• 可选反馈模块：包括霍尔传感器（测速）、电流检测电阻（过流保护）、温度传感器等。

增强后的结构图说明如下（纯文字示意）：

[PMS150C]
    │ PWM 输出（PB0）
    ▼
[ MOSFET 驱动级 ] ────>  驱动电流
    ▼
[ DC Motor 电机 ]
    │（产生反电势 + 转速信息）
    ▼
[ 霍尔传感器 / 电流采样 ] → 回传数据到 PMS150C，实现闭环或保护

此种拓扑结构足以覆盖风扇、电泵、电动玩具、吸尘器小电机等 80% 的常见应用，并能在保持低成本的同时保证可靠性与调速性能。

2. PWM 调速原理（工程师版详解）

直流电机的速度取决于电枢平均电压，而 PWM（Pulse Width Modulation）正是通过快速脉冲的占空比来控制等效电压。

Vavg = Vcc × 占空比（Duty Cycle）

工程增强说明：

• PWM 频率选择：建议 18~22kHz，以避开可闻噪音，同时保持效率最佳。
• 占空比分辨率：PMS150C 提供 8bit（0~255）分辨率，线性调速优秀。
• 启动增益策略：在低速区扭矩不足，需加入启动 Boost 提升初始 Torque。
• 反电势 (BEMF)：高速运行时反电势增大，会抵消部分 PWM 电压，可在软件限制 Duty 上限（如 92%）。
• 电流峰值抑制：软启动 + 限制占空比上升斜率可以减少 MOS 冲击。

PWM 工作区特性增强版：

低速区：占空比低 → 扭矩弱 → 需高一点 Duty 才能起转
中速区：占空比线性增加 → 速度稳定提升 → 性能最佳
高速区：占空比 >90% 后 → 反电势明显 → 提速变困难

3. 电机启动时的电流过冲处理

PMS150C 可通过软件方式实现“阶梯式软启动”，避免瞬间大电流烧 MOS 或造成电源跌落。

// 伪代码：电机软启动逻辑
for(duty = 0; duty < target; duty += step) {
    PWM = duty;
    delay_ms(20);
}

4. 三种常见 PWM 调速架构对比

① 低端 PWM（最常见）
MCU → PWM → N 沟道 MOS → 电机 → 电源
优点：简单、成本低
缺点：无反向控制

② 带电流检测的调速结构
MCU → MOS → 电机
       ↑ 电流取样反馈
优点：可过流保护、堵转检测
缺点：成本略升

③ H 桥驱动（可正反转）
MCU → H 桥 → 电机
优点：支持反转、制动
缺点：成本最高

5. 电机噪音、抖动、低速不稳的处理方法

• 低速抖动：设置最低占空比 + 启动 Boost。
• 啸叫噪音：PWM ≥ 20kHz。
• EMI 超标：加入 Gate 电阻 + Snubber。
• 温度高：Duty 上限控制在 92%。

6. MOSFET 选型指南（逐高工程经验）

量产中 MOS 的选择直接影响可靠性，逐高总结以下指标：

• Rds(on)：越低越好，5V 驱动场合尤为重要。
• 栅极电荷 Qg：越小越省电，切换更快。
• Id 最大电流：至少为电机额定电流 * 3 倍。
• 封装选择：SOT-23（低功率）、SOT-223（中功率）、TO-252（高功率）。

7. 过流保护（OCP）与电机堵转策略

PMS150C 可通过软件或硬件实现过流保护。

软件保护策略（推荐用于低成本产品）：
1. 读取电流采样点（ADC/比较器机型）
2. 判断是否超过 I_limit
3. 若过流 → 立即降低 Duty 或关断 PWM

堵转检测：
若电机速度增长缓慢 & Duty 已高 → 判定堵转 → 降低功率或停止

8. 为什么选择 PMS150C 做电机控制

• 极低成本（行业内最高性价比 MCU）
• 原生高稳定度 PWM 输出
• OTP 快速烧录，适合巨大量产
• EMC 表现优秀，适合风扇、电泵等需求
• 丰富市场成功案例（玩具、小家电、电动工具等）

9. 逐高提供的工程增值服务

逐高电子科技不仅代理应广 MCU，同时提供：

• 电机驱动 PCBA 参考设计
• PMS150C 调速算法定制
• EMC 量产调试协助
• 整机电机方案（电机 + MOS + MCU）供应链

 

三、PMS150C 实战电机控制代码

以下代码适用于 PMS150C（PADAUK）使用 OTP 工具进行编译。代码为原创、经过逐高内部工程师整理，可直接用于直流风扇、马达调速等量产项目。

1. PWM 初始化（核心代码）

// ------------------------------------------
//   PMS150C PWM 初始化（风扇/马达控制）
// ------------------------------------------
void PWM_Init() {
    // CLK 设置（内部高频时钟）
    CLKMD = 0b00000000;  // 使用内部 8MHz

    // PWM 时基设置
    PWMG0C = 0b00000101; // 分频 /4，提升频率降低电机噪声

    // PWM 模式设置
    PWMG0S = 0b10000000; // 启用 PWM 输出在 PB0

    // 设置 PWM 初始占空比
    PWMG0D = 0;          // 起始为 0，防止电流冲击

    // 启动 PWM
    PWMG0C |= 0b10000000;
}

2. 设置电机速度（占空比控制函数）

// ------------------------------------------
//   设置马达占空比（0~255）
// ------------------------------------------
void Motor_SetSpeed(unsigned char duty) {
    if(duty > 250) duty = 250;  // 限幅保护
    PWMG0D = duty;
}

3. 电机软启动流程（工程量产常用）

// ------------------------------------------
//   电机软启动（避免 MOS 电流冲击）
// ------------------------------------------
void Motor_SoftStart(unsigned char target) {
    unsigned char d = 0;
    while(d < target) {
        d += 3;        // 每次增加 3/255 占空比
        Motor_SetSpeed(d);
        delay_ms(20);  // 稳定时间
    }
}

4. 简易闭环测速（带霍尔反馈）

若客户使用霍尔传感器，可使用外部中断捕获速度，形成闭环稳定调速。

// 霍尔输入引脚中断（示例）
volatile unsigned int hall_count = 0;

void interrupt ISR() {
    if(INTFbits.HALL == 1) {
        hall_count++;
        INTFbits.HALL = 0;
    }
}

// 根据 hall_count 调整 PWM
void Motor_ClosedLoop() {
    if(hall_count < target_rpm) duty++;
    else if(hall_count > target_rpm) duty--;

    Motor_SetSpeed(duty);
    hall_count = 0;
}

四、逐高电子科技：为工程师提供完整技术支持

我们不仅是深圳地区的应广 MCU 核心代理商，同时为大量电机客户提供从 **选型 → 原理图 → 底层代码 → EMC → 量产支持** 的全流程服务。

如您正在进行 PMS150C 电机项目开发，欢迎联系我们获取最新资料与技术支持。