一、背景分析：为什么需要控制可闻噪声？

在电机运行过程中，PWM（脉宽调制）频率位于人耳可听范围（20Hz - 20kHz）内时，定子绕组、外壳或其他结构可能会因电磁激励而发生机械共振，从而发出“尖锐”、“高频”或“嘶嘶声”的噪音。这些噪声不仅会影响用户使用感受，还可能暗示系统存在效率损失、器件老化等问题。

二、TI 降低电机系统可闻噪声的三种方式

1. 提高PWM开关频率至20kHz以上

原理解析：

人耳听觉范围通常在20Hz-20kHz之间。将PWM频率调高至25kHz或更高，可以将开关引起的电磁激励移出可闻范围。

TI推荐产品与优势：

• TI DRV8323、DRV8353 系列：支持高频PWM调制，集成高性能MOSFET驱动器，适用于BLDC/PMSM控制。

• 优势：低导通电阻、低EMI、支持高频开关，有效降低电磁振动引发的机械噪声。

注意事项：

• 高频PWM会增加开关损耗，需结合TI的SmartGate驱动算法优化功率器件热管理。

2. 使用正弦波控制算法（Field-Oriented Control, FOC）

原理解析：

相比传统六步方波驱动，FOC 通过矢量变换控制电机的磁通与转矩，实现连续平滑的电流波形，从根本上减少扭矩波动和噪音源。

TI推荐产品与优势：

• C2000™ Real-time MCU：内置高性能DSP内核（如F28004x系列），支持快速FOC算法。

• 优势：高精度电流采样 + 高速控制回路，能够实时优化电机电流波形，明显降低电磁噪音。

软件工具推荐：

• TI MotorWare™、TI InstaSPIN™ FOC：即插即用，简化FOC算法调试流程。

3. 采用更高精度的电流检测和优化的电流环带宽

原理解析：

不准确的电流采样或不合理的控制带宽会引发系统震荡，形成低频噪声。通过优化电流检测精度和控制环参数，可实现更平稳的驱动。

TI推荐方案：

• 高精度运算放大器（如INA240）：具备高速共模抑制能力，适用于高速电流检测。

• 隔离式采样芯片（如AMC1301）：适合高压系统，实现高隔离与高精度同步。

工程实践技巧：

• 优化采样滤波器参数，避免采样延迟。

• 结合C2000实时MCU进行带宽自动调节。

三、实测案例分析：使用TI方案降噪效果评估

以某款电动割草机控制系统为例，使用传统六步驱动时噪音测试峰值为72dB，经过TI FOC算法及25kHz PWM优化后，噪音降低至58dB，用户主观体验显著提升。

四、总结与工程建议

TI 提供的这三种降噪方式——提升PWM频率、应用FOC算法、高精度电流控制，均具有良好的通用性与实效性。在选择降噪策略时，工程师应根据系统功率等级、热设计裕度及成本敏感度灵活搭配使用。

推荐组合方案：

• 对声音敏感的消费类产品：建议采用FOC+高频PWM+精密电流检测。

• 对效率要求高的工业场合：建议采用FOC+中频PWM+低功耗优化方案。