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8位MCU的無(wú)感BLDC設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2018-07-30 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

無(wú)論是炙手可熱的工業(yè)4.0,還是近兩年非?;鸬臒o(wú)人機(jī),電機(jī)尤其是可以大范圍調(diào)速、能量轉(zhuǎn)換效率高的無(wú)感,在這些領(lǐng)域,扮演著非常重要的角色。

本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/201807/384399.htm

無(wú)感優(yōu)勢(shì)明顯,但其驅(qū)動(dòng)原理及實(shí)現(xiàn)卻有些復(fù)雜,對(duì)設(shè)計(jì)者會(huì)有較高的要求。下面,將以小型無(wú)感控制為例,選用Silicon Labs的低功耗8位 EFM8BB10作為主控器件,提供完整的參考原理圖、源代碼,讓攻城獅,即使新手,也可以輕松實(shí)現(xiàn)BLDC的開(kāi)發(fā)。

一、硬件設(shè)計(jì)

圖1:以EFM8BB10作為主控的無(wú)感BLDC完整原理圖

如圖1,在基于EFM8BB10主控的無(wú)感BLDC原理圖中:Part1電源模塊;Part2功率驅(qū)動(dòng)電路;Part3是反向電動(dòng)勢(shì)反饋電壓網(wǎng)絡(luò)等;Part4是主控MCU,EFM8BB10;Part5是對(duì)外輸出PWM信號(hào);Part6是外部PWM輸入信號(hào);Part7是主回路電流檢測(cè)電路。整個(gè)電路精煉、實(shí)用、成本低、體積小。

其中,選用EFM8BB10作為主控MCU,主要有以下優(yōu)勢(shì):

優(yōu)勢(shì)一:EFM8BB10主頻速度快,最高25MIPS,對(duì)于2極對(duì)的電機(jī),最高可以實(shí)現(xiàn)200000RPM的高轉(zhuǎn)速,完全可以勝任諸如無(wú)人機(jī)驅(qū)動(dòng)的要求;

優(yōu)勢(shì)二:EFM8BB10內(nèi)部集成了2個(gè)電壓模擬比較器,并且,該比較器具備切斷PWM輸出的功能,當(dāng)BLDC過(guò)載或電流異常時(shí),可以及時(shí)、快速地切斷BLDC的驅(qū)動(dòng)信號(hào),能很好地保護(hù)BLDC的安全;

優(yōu)勢(shì)三:EFM8BB10 采用QFN-20封裝,體積僅3*3mm,對(duì)于諸如航模電機(jī)、電動(dòng)牙刷等應(yīng)用,器件小體積已成剛性需求;

優(yōu)勢(shì)四:在EFM8BB10芯片的生產(chǎn)上,采用了Silicon Labs先進(jìn)的工藝,使得該器件的價(jià)格非常優(yōu)秀,對(duì)于諸如無(wú)人機(jī)、電動(dòng)牙刷等量大的應(yīng)用,給客戶(hù)帶來(lái)的實(shí)惠,不言而喻。

綜上,EFM8BB10以其高速度、多功能、小體積、低價(jià)格等因素,非常適合做無(wú)感BLDC的主控MCU。

二、軟件設(shè)計(jì)

在關(guān)于軟件方面,如附件,Silicon Labs提供完整的例程,而且是源碼的,只要簡(jiǎn)單地修改相關(guān)參數(shù),既可以可靠的驅(qū)動(dòng)。

其中,對(duì)于無(wú)感BLDC,在驅(qū)動(dòng)代碼中,電機(jī)啟動(dòng)階段是關(guān)鍵部分。Silicon Labs提供的例程中,采用的是成熟的三段式啟動(dòng)策略,即:電機(jī)轉(zhuǎn)子預(yù)定位,電機(jī)的外同步加速,電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的轉(zhuǎn)換。

另外,在開(kāi)發(fā)平臺(tái)上,有Silicon Labs的IDE、simplicity studio以及KEIL等多個(gè)平臺(tái)可供客戶(hù)選擇。其中simplicity studio,可支持底層GUI配置、功耗評(píng)估等,自動(dòng)化程度非常高,可顯著給地客戶(hù)開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)方便、并縮短客戶(hù)的開(kāi)發(fā)時(shí)間。



關(guān)鍵詞: MCU BLDC 單片機(jī)

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