【驅(qū)動(dòng)方案】基于STM32的300W無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案
如何驅(qū)動(dòng)無(wú)刷電機(jī)？
近些年，由于無(wú)刷直流電機(jī)大規(guī)模的研發(fā)和技術(shù)的逐漸成熟，已逐步成為工業(yè)用電機(jī)的發(fā)展主流。圍繞降低生產(chǎn)成本和提高運(yùn)行效率，各大廠(chǎng)商也提供不同型號(hào)的電機(jī)以滿(mǎn)足不同驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的需求?，F(xiàn)階段已經(jīng)在紡織、冶金、印刷、自動(dòng)化生產(chǎn)流水線(xiàn)、數(shù)控機(jī)床等工業(yè)生產(chǎn)方面應(yīng)用。
無(wú)刷直流電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)與局限性
優(yōu)點(diǎn)：高輸出功率、小尺寸和重量、散熱性好、效率高、運(yùn)行速度范圍寬、低電噪聲、高可靠性和低維護(hù)要求、高動(dòng)態(tài)響應(yīng)、電磁干擾少。
局限性：無(wú)刷電機(jī)控制器昂貴、需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路、需要額外的位置傳感器（FOC不用）。
無(wú)刷直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法
無(wú)刷直機(jī)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方式按不同類(lèi)別可分多種驅(qū)動(dòng)方式。
按驅(qū)動(dòng)波形：方波驅(qū)動(dòng)，這種驅(qū)動(dòng)方式實(shí)現(xiàn)方便，易于實(shí)現(xiàn)電機(jī)無(wú)位置傳感器控制;
正弦驅(qū)動(dòng)：這種驅(qū)動(dòng)方式可以改善電機(jī)運(yùn)行效果，使輸出力矩均勻，但實(shí)現(xiàn)過(guò)程相對(duì)復(fù)雜。這種方法又有SPWM和SVPWM(空間矢量PWM)兩種方式，SVPWM的效果好于SPWM。
300W直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案
使用STM32G431微控制器做為主控芯片，STSPIN32G4 高性能半橋門(mén)驅(qū)動(dòng)器做為電機(jī)驅(qū)動(dòng)。STSPIN32G4使用9x9mm VFQFPN封裝，具有豐富可編程功能，可實(shí)現(xiàn)電流傳感，每個(gè)功率MOSFET的漏源極電壓傳感，以及過(guò)流保護(hù)，是做電機(jī)完全集成控制的解決方案。
外部接口
板子使用標(biāo)準(zhǔn)的Arduino連接器接口，能夠與擴(kuò)展板(如MEMS傳感器或藍(lán)牙收發(fā)器)進(jìn)行組合，CAN總線(xiàn)的配置允許與主或從模塊進(jìn)行互連，可以構(gòu)建復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。板載ST-LINK/V2編程器方便進(jìn)行固件的調(diào)試。
應(yīng)用范圍
方案支持配置為三分流或單分流，支持無(wú)傳感器和基于傳感器的控制算法。
可應(yīng)用于工業(yè)和家庭自動(dòng)化，家用電器，如吸塵器、烘干機(jī)和清潔機(jī)器人，伺服驅(qū)動(dòng)和電動(dòng)自行車(chē)，電動(dòng)和園藝工具，泵與風(fēng)機(jī)，無(wú)人機(jī)和航模。
技術(shù)參數(shù)
時(shí)鐘頻率高達(dá)170MHz
用于三角函數(shù)的CORDIC數(shù)學(xué)硬件加速器
128kB Flash內(nèi)存，專(zhuān)有代碼讀出保護(hù)
32kB SRAM內(nèi)存與硬件奇偶校驗(yàn)
八個(gè)通用定時(shí)器
兩個(gè)adc 12位分辨率(多達(dá)19個(gè)通道)，轉(zhuǎn)換速率為4Msps
4個(gè)12位DAC通道
全套接口(I(2)C, SPI, UART, CAN)
3.3V LDO線(xiàn)性穩(wěn)壓器，最高150mA
低靜態(tài)線(xiàn)性穩(wěn)壓器的MCU電源在待機(jī)模式
具有全套保護(hù)功能的監(jiān)控機(jī)制，熱停機(jī)、短路和過(guò)載保護(hù)
每個(gè)功率MOSFET的漏源極電壓傳感
輸入母線(xiàn)電壓從10V到75V，配有專(zhuān)用監(jiān)控
功率級(jí)基于STL110N10F7功率MOSFET，輸出電流高達(dá)20Arms(安裝散熱器)，并保護(hù)過(guò)流條件
三分流或單分流配置電流傳感
數(shù)字霍爾傳感器和正交再編碼輸入
ST-LINK/V2編程器和調(diào)試器
Arduino UNO連接器
易于使用CAN總線(xiàn)
用于功率級(jí)溫度監(jiān)測(cè)的NTC傳感器
參考設(shè)計(jì)資料
原理圖：
Gerber文件：
BOM文件：
資料下載：
點(diǎn)擊下方圖片，進(jìn)入電源管理專(zhuān)區(qū)，推薦列表第一個(gè)：基于STM32的300W直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)方案，即可下載參考設(shè)計(jì)。
●一圖看懂超級(jí)電容與普通電容的區(qū)別
●電容的“通交流、阻直流”，終于有人講清楚了！
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