0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

方案 | 世平基于灵动微 SPIN560C 的低压无刷电机应用方案

大大通 2022-09-23 11:28 次阅读

1、方案描述

大联大世平集团针对低压无刷电机,推出基于灵动微 MM32SPIN560C 的无刷电机驱动方案。此方案采用的 MM32SPIN560C 内部集成了一部分驱动电路,所以方案的外围电路比较简单。适用于多种应用场合,比如空气净化器、服务器风机、吊扇、落地扇、电动手工具、吸尘器、无人机电调、小型水泵等。

4a63d26e-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

2、硬件设计说明

2.1. 主控

采用的是 灵动微 MM32SPIN560C,使用高性能的 ARM Cortex-M0 为内核的 32 位微控制器,最高工作频率可达 96 MHz,内置高速存储器,丰富的 I/O 端口和多种外设,包括:

128KB Flash,8KB SRAMB

包含 12 位的 ADC,采样速度高达 3Msps

5 个通用定时器、2 个针对电机控制的 PWM 高级定时器

1 个 I2C 接口、2 个 SPI 接口和 3 个 UART 接口

针对电机应用内置 3 个运放,3 个比较器

内嵌经出厂调校的 48MHz 高速振荡器

内置预驱工作电压 7V ∼ 48V

5V LDO 稳压器,输入电压最高 13.5V

提供 QFN48 封装

MM32SPIN560C 框图如下图所示:

4aaf4f6e-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

2.2. N-MOSFET

电机驱动部分,方案采用 6 颗 N-MOS 管来做电机的电子换相控制。芯片采用的是 Nexperia 的 PXN012-60QL。PXN012-60QL 体积小、功耗低、漏源电压(VDSS)可以达到 60V,连续漏电流(Id)可以达到 42A,开关频率可以达到 30KHz 以上。

2.3. 电源设计

方案采用的电源芯片是圣邦微的 LDO SGM2225。其特点如下:

宽电压输入 Vin:3.6~36V

输出电压可调 Vout:1.8V~15V

最大输出电流 Iout:800mA

低噪音、低损耗电压

封装小,最小封装大小为 3*3mm

过流/短路保护

过热保护

工作温度范围:-40~+125℃

3、软件设计说明

方案软件部分采用世平HALL FOC 双电阻采样的软件库架构,通过板载电位器使电机旋转,整个软件结构清晰易懂。软件采用双环控制(电流环+速度环),矢量控制的框图如下图所示:

4ada407a-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

3.1. SVM

空间矢量脉宽调制(SVM)是FOC的基础,是根据其所在扇区选择非零矢量与零矢量合成而成,有五段式、七段式、混合式。七段式开关次数较多,但谐波较小;五段式开关次数是七段式的一半,但谐波较大,代码采用的是七段式。其实现流程大致如下:

① 判断合成矢量所在扇区

② 计算相邻矢量作用时间

③ 计算各桥臂导通时间

④ 得到各相PWM占空比

⑤ 更新相应寄存器

3.2. Current Sensing

在电流环,软件中的电流采样选择双电阻采样,通过采样 V 和 W 相的下桥臂电阻上的压降,再用基尔霍夫电流定律计算第三相(U 相)的电流。

4afc05b6-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

3.3. HALL 角度补偿插值

在速度环,软件采用基于对霍尔传感器插值补偿角度方法对电机转子的速度估计与控制。

4b1d82b8-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

3.4. 软件架构介绍

世平提供的 FOC 软件结构如下图所示,这套软件具有如下特点:

① 时序清晰 —— 仅使用一个常用中断,减少可能的时序冲突和 BUG。

② 便于移植 —— 算法层、驱动层、数学库完全独立,软硬件配置完全剥离,互不干扰。

③ 定标统一 —— 统一 Q15 小数定标。

④ 函数模块化 —— 逻辑清晰的状态机,简洁明了的状态切换。

⑤ 配置方便 —— 主要参数配置意义明确,可视化。

4b4d7f54-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

灵动微电子官网附有 MM32SPIN560C 的全套低压无刷电机套件软件支持包,灵动微电子官网链接:https://www.mindmotion.com.cn/development_tools/info.aspx?itemid=3372

►场景应用图

4b6d99ba-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

产品实体图

4b8f4df8-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.jpg

►展示板照片

4bb41a7a-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.jpg

►方案方块图

4bdd7a5a-3aba-11ed-b180-dac502259ad0.png

►核心技术优势

ARM Cortex-M0 32 位 MCU,主频高达 96 MHz,内置预驱、比较器和放大器,整个驱动电路简单
2. MCU 电源使用 5V,可由 MCU 内部 LDO 转换
3. 支持有传感器/无传感器的 BLDC/PMSM 电机
4. 支持 1/2 Shunt R 三相电流采样
5. 可通过跳线选择不同的电机回授方式,比如:HALL、BEMF、IPD 等
6. 支持 DC Bus 电压, 总电流量测
7. 使用 MCU 内建比较器作为过电流保护
8. ADC 采样速率高达 3 Mpbs
9. 支持单电阻 PWM 移相,降低单电阻算法复杂程度

►方案规格

1. MCU: ARM Cortex-M0 32-bit 内核,主频高达 96MHz
2. MCU 电源使用 5V,可由 MCU 内部 LDO 转换
3. 支持 UART 通讯 & LIN 通讯
4. 支持 2 种电源输入接口:DC-Jack 和接线端子
5. 使用 60V/40A N-MOS 管 * 6
6. 支持 2 种 SWD 调试接口
7. 支持 2 种调速接口:电位器和外接电压
8. 具备 LED 指示灯 & 按键
9. 开发板尺寸 : 65 * 75 mm

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 电机
    +关注

    关注

    142

    文章

    8933

    浏览量

    145097
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    无刷电机驱动方案的应用

    一 .无刷电机(BLDC,Brushless Direct Current Motor)因其高效率、低维护、长寿命和良好的控制特性,被广泛应用于各种产品中。以下是一些常见的应用无刷电机的产品
    发表于 10-21 16:00

    其利天下技术·无刷电机中开环控制和闭环控制的区别·无刷电机驱动方案

    无刷电机驱动方案中的开环控制和闭环控制是两种不同的控制策略,各有其原理和应用场景。作为无刷电机驱动方案开发商,经常会有客户或者同行交流过程中提到这个问题。今天我们就来聊聊吧。其利天下·
    的头像 发表于 10-16 10:30 326次阅读
    其利天下技术·<b class='flag-5'>无刷电机</b>中开环控制和闭环控制的区别·<b class='flag-5'>无刷电机</b>驱动<b class='flag-5'>方案</b>

    无刷电机控制方案设计合作

    无刷电机控制应用包含:电动工具风机,水泵,家电变频电机,自动化设备领域等。无刷电机控制方案代开发设计,无刷电机控制板元器件代理商,
    发表于 09-26 11:46 22次下载

    其利天下技术·低速无刷电机如何更好的控制?无刷电机驱动方案开发

    需要低速运转的无刷电机经常运用在电动车、机器人关节、医疗设备等场景。最近有客户找到我们开发无刷电机驱动方案,他的需求是低转速,而且需要精准控制电流。经常开发无刷电机驱动
    的头像 发表于 09-09 11:50 394次阅读
    其利天下技术·低速<b class='flag-5'>无刷电机</b>如何更好的控制?<b class='flag-5'>无刷电机</b>驱动<b class='flag-5'>方案</b>开发

    无刷电机驱动芯片方案的选择至关重要

    在当今科技飞速发展的时代,无刷电机因其高效、低噪、长寿命等显著优势,在众多领域得到了广泛应用,从工业自动化到智能家居,从电动汽车到航空航天。而在无刷电机系统中,驱动芯片方案的选择至关重要,它直接影响
    的头像 发表于 09-05 17:28 499次阅读

    其利天下技术·如何实现无需找定位点启动·无刷电机驱动方案吊扇/风扇灯

    们做无刷电机驱动方案,他们都希望能在驱动方案上有更高的性价比,同时尽可能达到不需要找定位点就能平滑启动。其利天下技术·无刷电机驱动方案开发那
    的头像 发表于 09-02 16:23 320次阅读
    其利天下技术·如何实现无需找定位点启动·<b class='flag-5'>无刷电机</b>驱动<b class='flag-5'>方案</b>吊扇/风扇灯

    基于新能源电车 e-Conpressor 空压机(Spark-800V)应用方案

    大联大集团针对新能源电车800v平台架构,推出基于e-Compressor空压机应用方案。此方案主要由Flagchip的MCUFC4150,NXP的汽车安全系统基础芯片(SBC)F
    的头像 发表于 08-31 08:04 919次阅读
    <b class='flag-5'>世</b><b class='flag-5'>平</b>基于新能源电车 e-Conpressor 空压机(Spark-800V)应用<b class='flag-5'>方案</b>

    大联大集团推出基于NXP产品的OP-Gyro SBC方案

    大联大控股宣布,其旗下世推出基于恩智浦(NXP)i.MX93芯片的OP-Gyro SBC方案。 图示1-大联大基于NXP产品的OP-Gyro SBC
    的头像 发表于 08-26 15:52 378次阅读
    大联大<b class='flag-5'>世</b><b class='flag-5'>平</b>集团推出基于NXP产品的OP-Gyro SBC<b class='flag-5'>方案</b>

    其利天下技术开发·无刷电机常见的5种启动方式·无刷电机驱动方案

    作为经常跟无刷电机打交道的驱动方案商,能够根据不同的无刷电机选择匹配的启动方式,是基本的技术要求。今天分享一下,无刷电机常见的启动方式有哪些?分别又有什么优缺点呢?
    的头像 发表于 08-21 10:59 477次阅读
    其利天下技术开发·<b class='flag-5'>无刷电机</b>常见的5种启动方式·<b class='flag-5'>无刷电机</b>驱动<b class='flag-5'>方案</b>

    其利天下技术·无刷电机常见的5种启动方式及优缺点·无刷电机驱动方案设计开发

    作为经常跟无刷电机打交道的驱动方案商,能够根据不同的无刷电机选择匹配的启动方式,是基本的技术要求。今天分享一下,无刷电机常见的启动方式有哪些?分别又有什么优缺点呢?   其利天下·
    的头像 发表于 08-07 10:26 630次阅读
    其利天下技术·<b class='flag-5'>无刷电机</b>常见的5种启动方式及优缺点·<b class='flag-5'>无刷电机</b>驱动<b class='flag-5'>方案</b>设计开发

    灵动微电子受邀参加2024中国电机智造与创新应用暨电机产业链交流会

    》的主题演讲,重点推出了灵动新品MM32SPIN060G、MM32SPIN080G,以及通过了AEC-Q100认证的MM32SPIN560CM。同时也对我们的主推热销产品MM32G00
    的头像 发表于 07-01 11:03 697次阅读
    <b class='flag-5'>灵动</b>微电子受邀参加2024中国<b class='flag-5'>电机</b>智造与创新应用暨<b class='flag-5'>电机</b>产业链交流会

    网红爆款涡轮风扇13万转无刷电机手持高速暴力风扇方案32位单片机

    夏日炎炎,市面上一些普通的手持风扇已经不能满足人们需求,因而便有了暴力风扇的出世。泛海一款低成本的暴力无刷风扇方案,集成无刷电机驱动、电池低压保护等功能的同时,保持较低的待机功耗。泛
    的头像 发表于 06-22 18:41 912次阅读
    网红爆款涡轮风扇13万转<b class='flag-5'>无刷电机</b>手持高速暴力风扇<b class='flag-5'>方案</b>32位单片机

    其利天下技术·无刷电机弱磁控制是什么?有什么好处·BLDC驱动方案

    作为一个无刷电机驱动方案开发商,我们在开发产品的时候就会用到“弱磁控制技术”。比如,我们开发的吸尘器方案时就会用到。什么是弱磁控制技术,它又有什么优势呢?其利天下技术无刷电机驱动
    的头像 发表于 06-07 18:42 925次阅读
    其利天下技术·<b class='flag-5'>无刷电机</b>弱磁控制是什么?有什么好处·BLDC驱动<b class='flag-5'>方案</b>

    无刷电机控制芯片及技术方案

    在现代工业和电子领域中,无刷电机因其高效率、高精度和长寿命等优点,得到了广泛的应用。而无刷电机的控制离不开芯片技术的支持,芯片在无刷电机控制中扮演着至关重要的角色。 首先,我们来了解一下无刷电
    的头像 发表于 05-14 14:52 1515次阅读

    灵动MM32SPIN160C微控制器方案

    灵动MM32SPIN160C采用高性能为内核为M0的32位微控制器,5V输出的LDO稳压器、三组具备有自举二极管的N通道半桥栅极驱动器。
    的头像 发表于 01-09 10:41 754次阅读
    <b class='flag-5'>灵动</b><b class='flag-5'>微</b>MM32<b class='flag-5'>SPIN160C</b>微控制器<b class='flag-5'>方案</b>