可靠易用 | 基于GD32F310的無刷直流電鉆解決方案

電動工具是以直流或交流電機為動力的工具總稱。電機作為最主要的機電能源轉換裝置，降低電機能耗可以有效提高能源利用效率，達到節(jié)能減排的政策目標。隨著節(jié)能降耗政策需求和高效能應用，BLDC電機在電動工具領域不斷深入滲透。得益于BLDC的高效率，目前市面主流的電動工具基本都使用了BLDC，可以有效延長電池供電的電動工具續(xù)航時間，并穩(wěn)定輸出無刷電機的扭矩。

因BLDC無感效率高，扭矩大，成本低等特點。無刷直流電機屬于自換流型(自我方向轉換)，因此控制起來更加復雜，需要了解電機進行整流轉向的轉子位置和機制。目前的無傳感器型的無刷直流電機的控制方法主要是通過模數轉換器(ADC)或者比較器采集電機的反電動勢過零點信號。雖然模數轉換器采集反電動勢的方法算法比較復雜，因GD32 MCU內部都集成有模數轉換器，對于三相電機來說，可以節(jié)省三個比較器，從而節(jié)省體積和成本。模數轉換器需要在特定的時間點進行采樣，然后通過軟件與零點進行比較，從而獲得無刷直流電機的換相時刻，以預測無刷直流電機的下一次換相時刻。

深圳市英太科技有限公司推出基于GD32F310 MCU和GD30DR8306三相柵極驅動器的無刷直流電鉆解決方案，可廣泛應用于工業(yè)自動化、儀器儀表、醫(yī)療、消費電子、汽車等需要高精度電機控制領域。

▲ 無刷直流電鉆系統(tǒng)框圖

GD32F310系列MCU

?Arm Cortex-M4 @72MHz, 支持DSP指令運算

?Flash：64KB/32KB/16KB

?SRAM：8KB/6KB/4KB

?高速高精度 12-bit ADCx1@2.86Msps，10通道

?高級定時器x1，支持三相PWM互補輸出和死區(qū)管理

?通用定時器x5

?Flash帶硬件加密保護

?多種串行通訊方式：I2Cx2, SPIx2, USARTx2

?豐富的封裝類型：TSSOP20/QFN28/ LQFP32/QFN32/LQFP48

?供電電壓：2.6V~3.6V

?工業(yè)級的工作溫度范圍：-40℃~+85℃

GD30DR8306系列三相柵極驅動器

?三相無刷電機驅動

?4.5V-30V供電電壓

?可編程驅動電流，最大1A的拉電流和1.2A的灌電流

?200kHz PWM 輸入控制

?2種PWM 模式 (6x 和 3x)

?內置 5V/2A DC-DC 降壓控制器

?集成 5V LDO

因電鉆產品的特殊性，需要硬件在開機自檢和工作中進行監(jiān)控，以確保安全穩(wěn)定工作：

?電壓：規(guī)定工作范圍可靠工作。低壓和高壓進行保護

?電流：采用三級電流保護機制，確保，在各種環(huán)境正常工作

?溫度：大功率器件進行監(jiān)控，超過設定溫度進行保護

?器件保護：對器件損壞，系統(tǒng)檢測并保護，避免再損壞其他部件和造成安全隱患

技術參數

方案展示