【嵌入式--伺服电机】(11)MIT无刷电机FOC硬件电路分析
系列文章目录
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TODO:写完再整理
文章目录
- 系列文章目录
- 前言
- 一、MCU最小系统--STM32F446RE
- 1.usb串口通讯连接口+程序下载连接口
- 2.MCU电源滤波
- 二、磁编码器角度传感器
- 三、三相驱动桥
- 四、CAN通讯收发器电路
- 五、温度ADC检测
- 六、电源滤波及分压电路
- 1、DC电源输入端
- 2、DC电源滤波电路
- 3、DC电源分压电路
- 4、三相绕线接线端
- 成品
- 总结
- 参考资料
前言
认知有限,望大家多多包涵,有什么问题也希望能够与大家多交流,共同成长!
本文先对MIT无刷电机FOC硬件电路分析做个简单的介绍,具体内容后续再更,其他模块可以参考去我其他文章
提示:以下是本篇文章正文内容
一、MCU最小系统–STM32F446RE
1.usb串口通讯连接口+程序下载连接口
2.MCU电源滤波
.
.
二、磁编码器角度传感器
芯片连接使用说明
(CSn-数字信号输入-SPI芯片选择(低电平有效))
(SLK-数字输入-SPI时钟)
(MISO-数字输出-SPI主数据输入,从输出)
(MISI-数字输出-SPI主数据输出,从输入)
(TSET-空-测试插脚(接地))
(B是正交增量信号)
(A是正交增量信号)
(线圈换向信号U)
(线圈换向信号V)
(线圈换向信号W)
.
.
三、三相驱动桥
接口说明
(1GH_A、1GH_B、1GH_C触发)
(1GL_A、1GL_B、1GL_C触发)
(1SPA、1SPB、1SPC取信号)
(1SNA、1SNB、1SNC取信号)
(R8、R9是限流电阻,用于取电流感应放大器输入信号)
(NT1、NT2、NT3、NT4、NT5、NT6是空元件,起连接不同网络隔离的作用而已)
(Q1\Q2\Q3是mos高压端,连接电机)
(Q4\Q5\Q6是mos低压端,用于反馈信息)
(C3\C13\C41是输出电压滤波电容)
三相智能门驱动器(按着手册接)
(NSCS–串行芯片选择。此引脚上的逻辑低启用串行接口通信,MCU控制是否启用单片机接口通讯)
(NSHDN–降压启用和禁用输入(耐高压)内部上拉电流源。拉低于1.25 V禁用。用两个电阻分压器建立输入欠压锁定。由于内部有电流源,古浮空就是高电平,启动降压)
(PGND–设备电源接地。连接到系统接地)
(SCLK–串行时钟输入。串行数据被移出并捕获在此引脚上相应的上升和下降沿上)
(SDI–串行数据输入。数据在SCLK引脚的下降沿上捕获)
(SDO–串行数据输出。数据在SCLK引脚的上升沿移出。这个引脚需要一个外部上拉电阻器)
(SHA\SHB\SHC–高端源检测输入。连接到高压侧功率MOSFET源)
(SNA、SNB、SNC–电流感应放大器输入。连接到电流分流电阻器的低压侧)
(SPA、SPB、SPC–低压侧电流并联放大器输入。连接到低侧功率MOSFET源和电流分流器的高侧电阻器)
(SW–降压开关节点。将此引脚连接到电感、二极管和CB引导电容器,输出3.3V)
(VCP–充油泵输出。在VCP和虚拟机引脚之间连接一个X5R或X7R,1-μF,16-V陶瓷电容器)
(VDRAIN–高侧MOSFET漏感输入。连接到MOSFET漏极的公共点)
(VIN–降压调节器电源输入。将一个X5R或X7R、VM级陶瓷电容器)
(VM–门驱动器电源输入。连接到桥接器电源。连接X5R或X7R,0.1-μF,VM额定陶瓷和大于或等于VM和PGND管脚之间的10 uF本地电容。)
(VREF–电流检测放大器电源输入和参考。将X5R或X7R,0.1-μF,6.3-V陶瓷电容器连接到VREF和AGND管脚。)
(SOA、SOB、SOC–电流检测放大器输出,用MCU的DAC的电流)
(FAULT:故障指示灯输出。此引脚在故障状态下被拉低逻辑,需要一个外部拉高电阻器)
(ENBLE–当这个引脚逻辑低时,设备进入低功耗休眠,8到40微秒的低脉冲用于重置故障条件)
(FB–巴克反馈输入。从buck post电感输出到该管脚的电阻分压器设置buck输出电压)
(1GH_A、1GH_B、1GH_C触发高压侧功率MOSFET(Q1\Q2\Q3)的栅极)
(1GL_A、1GL_B、1GL_C触发低压侧功率MOSFET(Q4\Q5\Q6)的栅极)
(INHV\INHV\INHB–高端门驱动器控制输入(PWM)。该引脚控制高端门驱动器的输出)
(INLA\OMLC\INLB–低端门驱动器控制输入(PWM)。该引脚控制低端门驱动器的输出,工作时拉高、睡眠时拉低)
.
.
四、CAN通讯收发器电路
(MCU给的can_rx\can_rx是低电压串行信号)
(经过CAN转换成差模12V的高信号can_l\can_h)
.
.
五、温度ADC检测
(在J1的接线端子接上温控电阻线)
(通过分压电路测量温控热敏电阻的电压)
(传给MCU的DAC测量出电压,再转换成温度值)
(测的是R5的电压;J1信号有波纹,C39是给R5滤波的)
.
.
六、电源滤波及分压电路
1、DC电源输入端
(48V过压及反接保护)
.
2、DC电源滤波电路
(8个贴片电解电容)
.
3、DC电源分压电路
(如果是24V输入,分压值为2.19V电压,MCU识别为高电平)
.
4、三相绕线接线端
成品
总结
软件程序在我另外一个博客
【嵌入式–伺服电机】MIT无刷电机FOC驱动程序分析
参考资料
可以看看相关博客
【嵌入式–伺服电机】无刷电机FOC驱动基本原理与设计
【嵌入式–伺服电机】足式机器人 外转子无刷电机研究
【嵌入式】伺服无刷电机相关
【嵌入式–伺服电机】电磁理论的基础概念
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