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PCBA模组


无感FOC高速无刷电机风机吸尘器方案

  • 集成 12Bits 高速 ADC,  多路高性能模拟运放和可编程 PGA,  精简外围电路。 > 无感 FOC、  单电阻控制方式 >  自收敛直接闭环启动算法,  适应不同负载启动,  100%启动成功。 > 顺风启动效果优良,  启动快速平稳,  无失步,  运行平稳噪音低。
  • FOC高速无刷电机
  • 品 牌: MCU
  • 可替代:..
  • 库 存:66666+
  • 参考价:66
  • 数 量:
  • 产品描述:

     方案特点

    > 集成 12Bits 高速 ADC,  多路高性能模拟运放和可编程 PGA,  精简外围电路。

    > 无感 FOC、  单电阻控制方式

    >  自收敛直接闭环启动算法,  适应不同负载启动,  100%启动成功。

    > 顺风启动效果优良,  启动快速平稳,  无失步,  运行平稳噪音低。

    > 恒功率控制,  线性堵风口识别并保护。

    > 转速控制可高达 100000+RPM

    > 标准三线接口:  Vsp  (或 PWM)  、  VCC、  GND

    > 具备优异的 CE、  ESD 性能,  EFT>4200V 。

    输入母线电压检测:

    输入电压由 R28 和 R29 电阻分压,经 C18 滤波输入单片机进行采样来完成母线电压检测功能。     

    MCU 与预驱动  

    CMS32M5533 是 ARM-Cortex M0 内核,  同时内置 90V 三相半桥驱动模块芯片。MCU负责整个系统的信号采集,  数据处理,  驱动输出,  逻辑功能控制。     

    反电动势采样   

    本方案兼容方波BLDC和FOC单电阻控制,  无刷无感直流电机通过反电动势来判断转子位置,  使用MCU的内置比较器来侦测过零点之前,必须先对相电压做分压,再经过低通滤波以获得低于5V的直流电压。  而判断过零点的阈值,  则设置为该直流电压幅值的1/2。  随着电机转速与负载的不同,  该直流电压的幅值是会改变的。因此,过零点的阈值也随之在调整,这可由MCU实时采样并计算而得。     

    调速控制    

    MCU接受到VSPM调速信号,  控制电机转速。     

    温度保护      

    温度保护:  RT1为负温度系数热敏电阻,  R27与RT1构成分压电路,  Layout时RT1靠近功 率MOSFET放置。通过检测功率MOSFET温度变化引起的R27与RT1构成的分压电路输出的电 压变化来完成过温保护信号采样。     

    功率回路      

    6颗功率MOSFET按CMS32M5533给出的信号轮流导通驱动电机旋转,  根据不同的MOSFET选择合适的Rg电阻。并考虑在极限工况下的耐电压耐电流参数,且留有一定的余量。     

    电流采样    

    采用 0.005R 采样电阻取得母线电流对应的电压信号,通过单片机内置运算放大器放大 (放大倍数为 10 倍)。为了能得到准确的电流信息,增加偏置电路。偏置电压由 R21、R22、R19 分压后通过 CMS32M5533 内部运算放大器产生。     

    PCB Layout 注意事项  

    布局注意事项

    整体布局遵循功率回路与小信号控制回路分开布局原则,功率部份在满足铜箔载流量与温度敏感器件距离的前提下,按最小环路面积布局。     芯片的放置方向优先考虑驱动出线,电流采样以及反电动势采样等关键信号。     单元电路地回路按输出回输入原则走线      Rsense 电阻尽量靠近输入 Bulk Capacitor 布局     滤波电容抵近端口放置      电阻分压采样下偏阻容尽量抵近检测端口放置  (特别是反电动势采样与电流采样相关)     驱动 Rg 电阻抵近 MOSFET 放置      NTC 温度传感器贴近热源放置     

    关键信号走线 

    运放电流采样按差分走线,从 Rsense 焊盘中间出线,走线远离干扰源。     运放基准地应与 MCU 为同一参考地,反电动势采样地与 MCU 为同一参考地。     敏感弱电信号线与强电或高频信号线保持一定距离,例如: U, V,  W,相线禁止从芯片底部走线。     辅助电源从输入 Bulk Capacitor 出线。

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