电机控制异常案例分析

电路设计中，经常在一些信号发送端和接收端的连接中串联一个电阻，这里电阻的作用有很多种，有的场合是为了防止信号振铃，有的时候是为了保护芯片，有时时候是想降低信号的上升沿。今天要讲的是一个电机驱动电路的案例，其中有关于这个电阻。

某家电产品上有一个无刷电机，我们开发的电控板需要去驱动这个无刷电机，这个电机内部自带电机驱动板，电机自带三根线，一根12V供电，一根地线，剩下一根是PWM信号调试线。第一次我们的电控板做出来后，测试驱动电机，电机控制一切正常，等第二次样机阶段，做了10台机器，发现其中5台电机转速不受控制，档位调速不起作用。我们电控板的电机驱动接口如下图，很简单，单片机直接输出一个PWM信号给到电机调速。

经过和电机供应商沟通，确认了软件PWM信号频率没有问题后，而且电机供应商使用他们自己的测试工装测试了电机，测试运行正常，调速也没有问题，电机供应商回复应该是我们电控板的问题，拿到电机控制异常的机器，测量电机接口电压电源和PWM信号一切正常，我们的工程师说电控板没有问题，一切正常，问题出在电机，是电机出了问题。而电机供应商说不正常的电机他们测试一切正常，双方各执一词。

内部讨论后，让电机供应商提供了电机内部驱动板的原理图，我们试着查找原因，如下图，电机内部驱动采用峰岹的FT8213方案，FT8213 是一款三相、无传感器 FOC 控制直流无刷马达驱动 IC，内置 Rdson 1Ω驱动 MOS，调速接口可选择 PWM、模拟输入、I2C 调节电机转速。下图是FT8213的芯片相关参数。

电机内部驱动板原理图

我们电控板的发出的PWM信号送到FT8213的speed引脚，从而控制电机调速，仔细检查供应商提供的电机驱动板原理图（上图），发现来自我们电控板的PWM信号，在电机驱动板内部是通过一个隔离二极管到达FT8213的调速SPEED引脚的，SPEED引脚上拉到5V.当电控板单片机发出的PWM电平信号为高时，二极管截止，FT8213的调速SPEED引脚被上拉到5V高电平，但当电控板单片机PWM电平信号为低时，二极管导通，5V经10K上拉电阻,二极管，1K电阻到地分压后，FT8213的调速SPEED引脚检测到的低电平电压约为1V. （电流流向如下图）。查看FT8213的芯片手册，SPEED引脚输入的低电平不能超过0.6V。（如下图）显然此时的1V已经大于这个0.6V了，就造成FT8213Q无法正确识别PWM的低电平，从而电机转速无法控制。到此，真相大白。解决方案为将串联的电阻改小，改为100欧姆，测试之前电机调速不正常的机器全部恢复正常，改电阻之后，PWM为低时，speed引脚约为0.6V,有一定风险，为保证产品批量稳定性，和电机供应商沟通，将电机内部二极管改为肖特基二极管，肖特基二极管的正向压降更低，确保送到speed引脚的低电平小于0.6V.留有余量。后续量产一切正常。

PWM为低时的，电流回路

低电平最大值要求

电路设计中，任何元器件的参数设定，不能只凭经验，要根据实际情况，多了解沟通负载的真实状态，这样才能做到不翻车，或者尽量少翻车。

审核编辑：汤梓红