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三相无刷直流电机MCU控制器 解决电机启动和过零点精准检测难题

时间:2019-12-05 作者:A1semi 阅读:
无感无刷电机控制器的难点在于电机启动和过零点精准检测。本方案启动方法采用三段式启动法(转子预定位 -> 外同步加速 -> 过零点检测自同步运行),并利用芯片内部独立比较器进行分压网络反电动势EMF过零点检测,通过PWM关断期间(低速)和开通期间(高速)直接比较,即可忽略PWM开关干扰,也无需重构电机中性点和使用滤波电容,克服了间接反电动势法的缺点。

✡ 无刷电机MCU控制器优势QuOEETC-电子工程专辑

• 友好的CDK编译环境,工程师容易上手编辑和调试QuOEETC-电子工程专辑
• 可以根据实际电机参数及工作环境,进行底层软件库修调QuOEETC-电子工程专辑
• 内置64K程序闪存 及 4K数据闪存。一颗芯片即可完成产品全部功能设置,包括电机驱动QuOEETC-电子工程专辑
• 丰富的内部外设资源,控制板省去比较器,运算放大器等外部检测元器件QuOEETC-电子工程专辑
• 性价比高,提供专业技术支持及资源配套QuOEETC-电子工程专辑

一、三相无感无刷电机MCU控制器解决方案:

采用ASM32F100K8WI主控芯片,内置比较器,运算放大器,增强型EPWM,ADC,UART等资源;完善的底层API及电机控制相关库函数,可快速开发及应用。目前功能支持开环控制,速度闭环控制,软硬件保护机制等。QuOEETC-电子工程专辑

系统框架图如下:

QuOEETC-电子工程专辑

无感无刷电机控制器的难点在于电机启动和过零点精准检测。本方案启动方法采用三段式启动法(转子预定位 -> 外同步加速 -> 过零点检测自同步运行),并利用芯片内部独立比较器进行分压网络反电动势EMF过零点检测,通过PWM关断期间(低速)和开通期间(高速)直接比较,即可忽略PWM开关干扰,也无需重构电机中性点和使用滤波电容,克服了间接反电动势法的缺点。QuOEETC-电子工程专辑

控制板及电机实物图如下:

20191205-201.jpgQuOEETC-电子工程专辑

20191205-280.jpgQuOEETC-电子工程专辑

测试电机为进口双涡轮叶片无刷风机,电机转子是钕铁硼强磁转子,磁力非常强,双滚珠进口NMB高速轴承。风机实际测试参数,12V电压测试,电流1.3A,转速18000转;24V电压测试,电流3.2A,转速31000转。QuOEETC-电子工程专辑

二、无刷电机MCU控制器型号推荐

1、ASM32F100K8WI芯片

• C-Sky 32位CPU核QuOEETC-电子工程专辑
• 片载60K(32Kbytes可选)程序闪存,4Kbytes数据闪存,6KbytesSRAM,可用于堆栈,数据存储,代码存储QuOEETC-电子工程专辑
• 16位增强型独立PWM模块,支持三路带死区控制的互补输出,支持与比较器联动工作(EPWM)QuOEETC-电子工程专辑
• 1 x I2C,1 x SPI,2 x UART,其中1路为增强型USARTQuOEETC-电子工程专辑
• 多达18路的12位ADC,速度高达1MQuOEETC-电子工程专辑
• 多达5个独立模拟比较器,2个运算放大器QuOEETC-电子工程专辑
• 封装 LQFP32QuOEETC-电子工程专辑

2、ASM32F103CBWI芯片

• ARM 32位Cortex™-M3 内核QuOEETC-电子工程专辑
• 片载128K(64Kbytes可选)程序Flash,20KbytesSRAMQuOEETC-电子工程专辑
• 16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器QuOEETC-电子工程专辑
• 2 x I2C,2 x SPI,3 x UART,3 x USB2. 0,1 x CANQuOEETC-电子工程专辑
• 7通道DMA控制器 − 支持的外设:定时器、 ADC、SPI、 I2C和USARTQuOEETC-电子工程专辑
• 封装 LQFP48QuOEETC-电子工程专辑

3、ASM32S003F6BI芯片

• C-Sky 32位CPU核QuOEETC-电子工程专辑
• 片载32K(16Kbytes可选)程序闪存,4Kbytes数据闪存(大小可配置),2Kbytes SRAMQuOEETC-电子工程专辑
• 3 × 16位通用定时器/计数器,支持PWM功能 (GTC)QuOEETC-电子工程专辑
• 1 × 32位通用定时器/计数器,支持PWM功能 (GTC)QuOEETC-电子工程专辑
• 1 x I2C,2 x UARTQuOEETC-电子工程专辑
• 多达14路的12位ADCQuOEETC-电子工程专辑
• 封装 TSSOP20QuOEETC-电子工程专辑

4、ASM8F002F3QI芯片

• 高性能8位 RISC CPUQuOEETC-电子工程专辑
• 程序ROM: 10k x 14bits,RAM: 1k x 8 bits,EEPROM:128 x 8 bitsQuOEETC-电子工程专辑
• PWM支持沿对齐,中心对齐,单次脉冲模式,3组带死区控制的互补,输出前沿消隐和故障刹车控制QuOEETC-电子工程专辑
• 1 x I2C,1 x SPI,2 x UART,1 x OPAQuOEETC-电子工程专辑
• 多达8路的12位ADCQuOEETC-电子工程专辑
• 封装 QFN20QuOEETC-电子工程专辑

电机推荐型号一览表

20191205-203.pngQuOEETC-电子工程专辑

公司简介

2004年矽海半导体(A1semi)创立于深圳,主营MCU触摸芯片及电源芯片;QuOEETC-电子工程专辑
2012年推出首颗MCU芯片;QuOEETC-电子工程专辑
主要应用领域:音响、家电、耳机、安防、电源、仪器仪表、电机、照明等。QuOEETC-电子工程专辑
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