Conception du schéma d'un micromoteur non inductif basé sur le MCU GD32E230/F303

Le téléphone portable dentaire, également appelé téléphone portable oral, est une sorte d'instrument médical spécialement utilisé en stomatologie. Depuis sa sortie, il a été apprécié par les patients et les opérateurs grâce à sa vitesse de rotation inhabituelle, remplaçant rapidement le téléphone portable électrique et devenant aujourd'hui un outil indispensable dans le travail dentaire.

Dans ce schéma, le MCU de la série Zhaoyi Innovation GD32E230/F303 est adopté comme contrôleur principal, qui présente les caractéristiques de vitesse élevée, de stabilité, de faible bruit et de faible coût. Il peut être utilisé en stomatologie pour contenir des aiguilles dentaires à grande vitesse pour le perçage, le meulage des dents, le nettoyage des dents et les soins de beauté.

Paramètres électriques du schéma moteur

· Vitesse de rotation ≥ 300,000 0.075 tr/min et plage de couple maximale de 0.15 à XNUMX N.cm
· Rotation positive et négative/contrôle de vitesse/affichage de la vitesse
· Commande de vanne d'air multicanal
· Bruit <70dB

1,GD32E230 Schéma à faible coût de contrôle d'onde carrée non inductif

Caractéristiques du programme

Le MCU de grande valeur GD32E230 avec noyau Arm Cortex-M23 est utilisé comme contrôleur principal. Dans le contrôle à onde carrée non inductive, le signal de commutation est principalement obtenu par passage à zéro de la FEM arrière (la différence de phase entre le signal du passage à zéro de la FEM arrière et le signal de commutation du moteur est de 30° Angle électrique). Afin d'obtenir le signal de passage à zéro de la FEM arrière, la méthode du comparateur matériel est utilisée pour comparer la tension aux bornes détectée avec la tension neutre du moteur afin d'obtenir le signal de passage à zéro de la FEM arrière.

Ce système présente les caractéristiques d'un circuit simple, d'un faible coût, etc., et est principalement utilisé dans les équipements de nettoyage dentaire, les soins dentaires et d'autres occasions.

Circuit imprimé de schéma

Principales spécifications du MCU série GD32E230
· Cortex-M23 @ 72 MHz, performances de traitement 55 DMIPS· Flash : 64 Ko/32 Ko/16 Ko· SRAM : 8 Ko/6 Ko/4 Ko
· ADC haute vitesse et haute précision, 12Bits ADCx1@2.6Msps, 10 canaux· La minuterie avancée x1 peut générer 6 sorties PWM complémentaires avec un temps mort réglable.· Minuterie générale x5· Avec protection par cryptage matériel Flash· Plusieurs modes de communication série : I2Cx2, SPIx2, UARTx2 ;· Types de packages riches : TSSOP 20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP 32/LQFP 48· Alimentation : 1.8 V ~ 3.6 V· Multiplicateur matériel à cycle unique, diviseur matériel, diviseur de fréquence matériel, contrôleur d'interruption vectorielle imbriqué (NVIC) et autres ressources indépendantes· Plage de température de fonctionnement de qualité industrielle : -40 ℃ ~ 105 ℃· Caractéristiques ESD industrielles : 6000 XNUMX volts

2,Schéma haute performance GD32F303 de contrôle FOC non inductif

Caractéristiques du programme

Le contrôle FOC sans capteur utilise principalement un modèle mathématique du moteur et une certaine connaissance du principe de contrôle automatique pour réaliser le contrôle du moteur. Dans le contrôle du FOC sans induction, il est généralement nécessaire d'utiliser l'observateur correspondant pour obtenir indirectement la position du rotor, afin d'obtenir de meilleures caractéristiques dynamiques et statiques, une précision de contrôle, une vitesse de réponse et une stabilité du système. Ce schéma est conçu par le MCU grand public GD32F303 basé sur le cœur Arm Cortex-M4. GD32F303 a une fonction de fonctionnement en virgule flottante sur la puce, qui peut mieux définir les paramètres proportionnels du contrôle PID et a une réponse dynamique rapide.

La méthode de contrôle est la méthode d'observation de l'anneau synovial (veuillez vous référer aux données d'application du contrôle du moteur CC sans balais pour la formule et le principe spécifiques). Il est réalisé en utilisant le principe de contrôle de la structure variable de la membrane synoviale dans le principe de contrôle automatique. En fait, la structure variable est une stratégie de contrôle du système de contrôle à structure variable, qui se caractérise par son contrôle discontinu. Sous certaines caractéristiques, cela oblige le système à se déplacer avec une faible amplitude et une haute fréquence de haut en bas de l'hyperplan spécifié, ce que nous appelons souvent un mouvement en « mode glissant ». Ce mode glissant n'a rien à voir avec les paramètres et les perturbations du système, et peut être conçu, le système présente donc une bonne robustesse.

Faits saillants techniques

Le démarrage d’un moteur DC sans balais et non inductif est une étape clé. Afin d'obtenir les caractéristiques d'un démarrage rapide et stable et d'un faible bruit, la méthode de démarrage I/F est adoptée dans ce schéma. Le cœur du mode de démarrage I/F est de générer un vecteur de courant rotatif dont l'amplitude suit la valeur de référence et la fréquence augmente progressivement dans l'enroulement d'induit, de manière à accélérer le démarrage du rotor. Sa caractéristique est qu'il fonctionne dans un état de vitesse en boucle ouverte et de courant en boucle fermée. Après la transformation des coordonnées, le courant de l'enroulement du stator est projeté sur le système de coordonnées rotatif déterminé par l'angle de position commandé, et il est contraint par la valeur attendue, ce qui peut efficacement éviter une surintensité. Son schéma fonctionnel de contrôle est illustré dans la figure suivante.

La vitesse de rotation de ce schéma peut être de 100 à 380,000 XNUMX tr/min à haute et basse vitesse, et il convient aux applications de micromoteurs à grande vitesse, telles que les téléphones mobiles médicaux dentaires à grande vitesse, les rectifieuses, etc.

Circuit imprimé de schéma

Principales spécifications du MCU série GD32F303

· Fréquence principale Cortex-M4 @ 120 MHz, performances de traitement de 150 DMIPS
· Flash : 256 Ko ~ 3072 XNUMX Ko· SRAM : 48 Ko ~ 96 Ko· Alimentation : 2.6 V ~ 3.6 V
· 3 ADC 12 bits à 2.6 msps, 21 canaux
· 1 minuterie de battement du système de minuterie SysTick 24 bits, jusqu'à 4 minuteries 16 bits à usage général, 2 minuteries de base et 1 minuterie améliorée.
· Plusieurs modes de communication série : I2C x2, SPI x3, USART+UART x5· Types de packages riches : LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144
· Multiplicateur matériel à cycle unique, diviseur matériel, diviseur de fréquence matériel, contrôleur d'interruption vectorielle imbriqué (NVIC) et autres ressources indépendantes
· Unité à virgule flottante unité arithmétique à virgule flottante
· Plage de température de fonctionnement de qualité industrielle : -40 ℃ ~ 85 ℃

En se concentrant sur le MCU 32 bits de la série GD32 de Zhaoyi Innovation (www.bjzycxkjgf.dayinmao.com), le mos FET de SAKO Micro SLKOR (www.slkormicro.com) est largement utilisé dans ce type de schéma, comme les tubes TVS et ESD qui sont responsables de la commande du moteur, de la décharge antistatique et de surtension dans les circuits périphériques. Sawei Technology Co., Ltd. (http://www.slkormicro.com) a été fondée en 2005. Depuis plus de dix ans, elle adhère au concept de « création de valeur par la technologie », recherchant et produisant principalement du carbure de silicium, des diodes en carbure de silicium SiC, des tubes MOS en carbure de silicium SiC et des tubes simples IGBT. Les produits des séries 2301, 3401, 3904 et 13n50 tels que les tubes MOS haute et basse tension, ChinaMOS, les tubes MOS COOL, les circuits intégrés de gestion de l'alimentation, les éléments Hall SL1603SL SL1613SH SL1615SH, les thyristors, les diodes à récupération rapide et les diodes peuvent également être associés à l'antenne WiFi KingHelm (WWW.BDS666.COM), à l'antenne GPS, à l'antenne Beidou et à l'antenne céramique du casque Bluetooth TWS. Principalement utilisé dans : les véhicules à énergie nouvelle, les robots intelligents, les onduleurs, les outils électriques, l'électronique de puissance, les alimentations à découpage, les alimentations d'éclairage extérieur, la charge rapide PD, les casques Bluetooth TWS et d'autres domaines.

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