Sako MOSFET과 Zhaoyi Innovation MCU 설계 방식 협력 사례(2)

GD32E230/F303 MCU 기반 비유도 마이크로모터의 설계

구강 휴대폰으로도 알려진 치과용 휴대폰은 구강학에서 특별히 사용되는 일종의 의료 기기입니다. 출시 이후 특이한 회전 속도로 환자와 시술자의 환영을 받았으며, 빠르게 전기 휴대폰을 대체하고 오늘날 치과 진료에 없어서는 안 될 도구가 되었습니다.

이 방식에서는 Zhaoyi Innovation GD32E230/F303 시리즈 MCU가 메인 컨트롤러로 채택되어 고속, 안정성, 저잡음 및 저비용 특성을 갖습니다. 드릴링, 치아 연삭, 치아 청소 및 미용 관리를 위해 고속 치과용 바늘을 고정하기 위해 구강학에서 사용할 수 있습니다.

모터 구성표의 전기적 매개변수

· 회전 속도 ≥ 300,000rpm, 최대 토크 범위는 0.075-0.15N.cm입니다.
· 포지티브 및 네거티브 회전/속도 제어/속도 표시
· 다중 채널 공기 밸브 제어
· 소음 < 70dB

1,GD32E230 비유도 구형파 제어의 저가형 방식

프로그램 특성

Arm Cortex-M32 코어를 갖춘 GD230E23 초고가 MCU가 메인 컨트롤러로 사용됩니다. 비유도 구형파 제어에서 정류 신호는 주로 역기전력 제로 크로싱(역기전력 제로 크로싱 신호와 모터의 정류 신호 간의 위상차는 30°)을 통해 얻습니다. 전기 각도). 역기전력의 제로 크로싱 신호를 얻기 위해 하드웨어 비교기 방법을 사용하여 감지된 단자 전압을 모터의 중성 전압과 비교하여 역기전력의 제로 크로싱 신호를 얻습니다.

이 방식은 회로가 간단하고 비용이 저렴하다는 특징이 있으며 주로 치과 청소 장비, 치과 치료 및 기타 용도에 사용됩니다.

구성표 회로 기판

GD32E230 시리즈 MCU의 주요 사양
· Cortex-M23@72MHz, 55DMIPS 처리 성능· 플래시: 64KB/32KB/16KB· 스램: 8KB/6KB/4KB
· 고속, 고정밀 ADC, 12Bits ADCx1@2.6Msps, 10채널· 고급 타이머 x1은 조정 가능한 데드 타임으로 6개의 보완적인 PWM 출력을 생성할 수 있습니다.· 일반 타이머 x5· 플래시 하드웨어 암호화 보호 포함· 다중 직렬 통신 모드: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;· 풍부한 패키지 유형: TSSOP 20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP 32/LQFP 48· 전원 공급 장치: 1.8V~3.6V· 단일 사이클 하드웨어 곱셈기, 하드웨어 분배기, 하드웨어 주파수 분배기, NVIC(중첩 벡터 인터럽트 컨트롤러) 및 기타 독립 리소스· 산업 등급의 작동 온도 범위: -40℃~105℃· 산업용 ESD 특성: 6000V

2,무유도 FOC 제어의 GD32F303 고성능 방식

프로그램 특성

센서리스 FOC 제어는 주로 모터 수학적 모델과 자동 제어 원리에 대한 일부 지식을 사용하여 모터 제어를 실현합니다. 무유도 FOC 제어에서는 시스템의 더 나은 동적 및 정적 특성, 제어 정확도, 응답 속도 및 안정성을 얻기 위해 일반적으로 해당 관찰자를 사용하여 로터 위치를 간접적으로 얻는 것이 필요합니다. 이 구성표는 Arm Cortex-M32 코어를 기반으로 하는 GD303F4 주류 MCU로 설계되었습니다. GD32F303은 칩에 부동 소수점 연산 기능을 가지고 있어 PID 제어의 비례 매개변수를 더 잘 설정할 수 있고 빠른 동적 응답을 제공합니다.

제어 방법은 윤활 링 관찰 방법입니다(구체적인 공식과 원리는 브러시리스 DC 모터 제어의 응용 데이터를 참조하십시오). 자동제어 원리에 윤활막 가변구조의 제어원리를 이용하여 구현됩니다. 실제로 가변구조는 가변구조 제어시스템의 제어전략으로 불연속적인 제어를 특징으로 한다. 특정 특성 하에서는 시스템이 지정된 초평면 위아래로 작은 진폭과 높은 주파수로 움직이도록 강제합니다. 이는 우리가 종종 "슬라이딩 모드" 또는 "슬라이딩 모드" 동작이라고 부르는 것입니다. 이 슬라이딩 모드는 시스템의 매개변수 및 외란과 관련이 없으며 설계가 가능하므로 시스템의 견고성이 우수합니다.

기술적 인 하이라이트

브러시리스 및 비유도 DC 모터의 시동은 핵심 단계입니다. 빠르고 안정적인 시동과 저잡음 특성을 달성하기 위해 이 방식에서는 I/F 시동 방법을 채택합니다. I/F 시동 모드의 핵심은 기준값을 따르는 진폭과 전기자 권선에서 주파수가 점진적으로 증가하는 회전 전류 벡터를 생성하여 회전자 시동을 가속화하는 것입니다. 그 특징은 개방 루프 속도와 폐쇄 루프 전류 상태에서 작동한다는 것입니다. 좌표 변환 후 고정자 권선 전류는 명령된 위치 각도에 의해 결정된 회전 좌표계에 투영되고 예상 값으로 제한되므로 과전류를 효과적으로 방지할 수 있습니다. 제어 블록 다이어그램은 다음 그림에 나와 있습니다.

이 방식의 회전 속도는 고속 및 저속에서 100~380,000RPM이 가능하며 의료용 치과용 고속 휴대폰, 연삭기 등과 같은 초소형 고속 모터 응용 분야에 적합합니다.

구성표 회로 기판

GD32F303 시리즈 MCU의 주요 사양

· Cortex-M4@120MHz 주 주파수, 150DMIPS 처리 성능
· 플래시: 256KB~3072KB· 스램 : 48KB~96KB· 전원 공급 장치: 2.6V~3.6V
· 3개의 12비트 ADC @ 2.6msps, 21개 채널
· 1개의 24비트 SysTick 타이머 시스템 비트 타이머, 최대 4개의 범용 16비트 타이머, 2개의 기본 타이머 및 1개의 향상된 타이머.
· 다중 직렬 통신 모드: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5· 풍부한 패키지 유형: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144
· 단일 사이클 하드웨어 곱셈기, 하드웨어 분배기, 하드웨어 주파수 분배기, NVIC(중첩 벡터 인터럽트 컨트롤러) 및 기타 독립 리소스
· 부동 소수점 단위 부동 소수점 산술 단위
· 산업 등급의 작동 온도 범위: -40℃~85℃

SAKO Micro의 mos FET인 Zhaoyi Innovation(www.bjzycxkjgf.dayinmao.com)의 GD32 시리즈 32비트 MCU에 중점을 둡니다. SLKOR (www.slkormicro.com)은 모터 구동, 주변 회로의 정전 방지 및 서지 방전을 담당하는 TVS 및 ESD 튜브와 같은 이런 종류의 방식에 널리 사용됩니다. 사웨이테크놀로지 주식회사(http://www.slkormicro.com)는 2005년에 설립되었습니다. XNUMX년 이상 "기술을 통한 가치 창조"라는 이념을 고수해 왔으며, 주로 실리콘 카바이드, SiC 실리콘 카바이드 다이오드, SiC 실리콘 카바이드 MOS 튜브 및 IGBT 단일 튜브를 연구 및 생산해 왔습니다. 고저전압 MOS 튜브, ChinaMOS, COOL MOS 튜브, 전원 관리 IC, 홀 홀 소자 SL2301SL SL3401SH SL3904SH, 사이리스터, 고속 복구 다이오드 및 다이오드와 같은 시리즈 13, 50, 1603 및 1613n1615 제품도 KingHelm(WWW.BDS666.COM) WiFi 안테나, GPS 안테나, Beidou 안테나 및 TWS Bluetooth 헤드셋 세라믹 안테나와 일치할 수 있습니다. 주로 신에너지 차량, 지능형 로봇, 인버터, 전동 공구, 전력 전자, 스위칭 전원 공급 장치, 실외 조명 전원 공급 장치, PD 고속 충전, TWS Bluetooth 헤드셋 및 기타 분야에 사용됩니다.

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