Caso de cooperação do esquema de design de Sako MOSFET e Zhaoyi Innovation MCU (2)

Projeto de esquema de micromotor não indutivo baseado em GD32E230/F303 MCU

O celular odontológico, também conhecido como celular oral, é uma espécie de instrumento médico especialmente utilizado em estomatologia. Desde seu lançamento, foi recebido por pacientes e operadores com sua velocidade de rotação incomum, substituindo rapidamente o celular elétrico e se tornando uma ferramenta indispensável no trabalho odontológico atualmente.

Neste esquema, o MCU da série Zhaoyi Innovation GD32E230/F303 é adotado como controlador principal, que possui as características de alta velocidade, estabilidade, baixo ruído e baixo custo. Pode ser usado em estomatologia para segurar agulhas dentárias de alta velocidade para perfurar, ranger dentes, limpeza dentária e cuidados de beleza.

Parâmetros elétricos do esquema do motor

· Velocidade de rotação ≥ 300,000 rpm e a faixa máxima de torque é 0.075-0.15N.cm
· Rotação positiva e negativa/controle de velocidade/exibição de velocidade
· Controle de válvula de ar multicanal
· Ruído <70dB

1,Esquema de baixo custo GD32E230 de controle de onda quadrada não indutiva

Características do programa

MCU de super valor GD32E230 com núcleo Arm Cortex-M23 é usado como controlador principal. No controle de onda quadrada não indutiva, o sinal de comutação é obtido principalmente pelo caminho do cruzamento zero do EMF traseiro (a diferença de fase entre o sinal do cruzamento zero do EMF traseiro e o sinal de comutação do motor é de 30° Ângulo elétrico). Para obter o sinal de cruzamento zero do EMF traseiro, o método comparador de hardware é usado para comparar a tensão terminal detectada com a tensão neutra do motor para obter o sinal de cruzamento zero do EMF traseiro.

Este esquema possui características de circuito simples, baixo custo, etc., e é utilizado principalmente em equipamentos de limpeza odontológica, atendimento odontológico e outras ocasiões.

Esquema da placa de circuito

Especificações principais do MCU da série GD32E230
· Cortex-M23@72MHz, desempenho de processamento de 55DMIPS· Flash: 64 KB/32 KB/16 KB· SRAM: 8KB/6KB/4KB
· ADC de alta velocidade e alta precisão, 12 bits ADCx1 @ 2.6 Msps, 10 canais· O temporizador avançado x1 pode gerar 6 saídas PWM complementares com tempo morto ajustável.· Temporizador geral x5· Com proteção de criptografia de hardware Flash· Vários modos de comunicação serial: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;· Tipos de pacotes ricos: TSSOP 20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP 32/LQFP 48· Fonte de alimentação: 1.8 V ~ 3.6 V· Multiplicador de hardware de ciclo único, divisor de hardware, divisor de frequência de hardware, controlador de interrupção vetorial aninhado (NVIC) e outros recursos independentes· Faixa de temperatura operacional de nível industrial: -40°C~105°C· Características ESD industriais: 6000 Volts

2,Esquema de alto desempenho GD32F303 de controle FOC não indutivo

Características do programa

O controle FOC sem sensor usa principalmente o modelo matemático do motor e algum conhecimento do princípio de controle automático para realizar o controle do motor. No controle do FOC livre de indução, normalmente é necessário utilizar o observador correspondente para obter indiretamente a posição do rotor, a fim de obter melhores características dinâmicas e estáticas, precisão de controle, velocidade de resposta e estabilidade do sistema. Este esquema foi projetado pelo MCU mainstream GD32F303 baseado no núcleo Arm Cortex-M4. GD32F303 possui função de operação de ponto flutuante no chip, que pode definir melhor os parâmetros proporcionais do controle PID e possui resposta dinâmica rápida.

O método de controle é o método do observador do anel sinovial (consulte os dados de aplicação do controle do motor DC sem escova para obter fórmula e princípio específicos). É realizado usando o princípio de controle da estrutura variável da membrana sinovial no princípio de controle automático. Na verdade, a estrutura variável é uma estratégia de controle do sistema de controle de estrutura variável, que se caracteriza pelo seu controle descontínuo. Sob certas características, ele força o sistema a se mover em pequena amplitude e alta frequência para cima e para baixo no hiperplano especificado, que é o que costumamos chamar de movimento de "modo deslizante" ou "modo deslizante". Este modo deslizante não tem nada a ver com os parâmetros e distúrbios do sistema, e pode ser projetado para que o sistema tenha boa robustez.

Destaques técnicos

A partida do motor DC sem escova e não indutivo é uma etapa fundamental. A fim de alcançar as características de inicialização rápida e estável e baixo ruído, o método de inicialização I/F é adotado neste esquema. O núcleo do modo de inicialização I/F é gerar um vetor de corrente rotativo com amplitude seguindo o valor de referência e frequência aumentando gradualmente no enrolamento da armadura, de modo a acelerar a partida do rotor. Sua característica é que funciona no estado de velocidade em malha aberta e corrente em malha fechada. Após a transformação das coordenadas, a corrente do enrolamento do estator é projetada no sistema de coordenadas rotativas determinado pelo ângulo de posição comandado e é restringida pelo valor esperado, o que pode efetivamente evitar sobrecorrente. Seu diagrama de blocos de controle é mostrado na figura a seguir.

A velocidade de rotação deste esquema pode ser de 100 ~ 380,000 RPM em alta e baixa velocidade, e é adequado para aplicações de motores de micro alta velocidade, como telefones celulares médicos odontológicos de alta velocidade, retificadoras, etc.

Esquema da placa de circuito

Especificações principais do MCU da série GD32F303

· Frequência principal Cortex-M4@120MHz, desempenho de processamento de 150DMIPS
· Flash: 256 KB~3072 KB· SRAM: 48KB ~ 96KB· Fonte de alimentação: 2.6 V ~ 3.6 V
· 3 ADCs de 12 bits a 2.6 msps, 21 canais
· 1 temporizador de batida do sistema de temporizador SysTick de 24 bits, até 4 temporizadores de uso geral de 16 bits, 2 temporizadores básicos e 1 temporizador aprimorado.
· Vários modos de comunicação serial: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5· Tipos de pacotes ricos: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144
· Multiplicador de hardware de ciclo único, divisor de hardware, divisor de frequência de hardware, controlador de interrupção vetorial aninhado (NVIC) e outros recursos independentes
· Unidade de ponto flutuante unidade aritmética de ponto flutuante
· Faixa de temperatura operacional de nível industrial: -40°C~85°C

Focando no MCU de 32 bits da série GD32 da Zhaoyi Innovation (www.bjzycxkjgf.dayinmao.com), o mos FET da SAKO Micro SLKOR (www.slkormicro.com) é amplamente utilizado neste tipo de esquema, como tubos TVS e ESD, que são responsáveis pelo acionamento do motor, antiestático e descarga de surtos em circuitos periféricos. A Sawei Technology Co., Ltd. (http://www.slkormicro.com) foi fundada em 2005. Há mais de dez anos, ela vem aderindo ao conceito de "criar valor por meio da tecnologia", principalmente pesquisando e produzindo carboneto de silício, diodo de carboneto de silício SiC, tubo MOS de carboneto de silício SiC e tubo único IGBT. Produtos das séries 2301, 3401, 3904 e 13n50, como tubo MOS de alta e baixa tensão, ChinaMOS, tubo COOL MOS, IC de gerenciamento de energia, elemento Hall Hall SL1603SL SL1613SH SL1615SH, tiristor, diodo de recuperação rápida e diodo também podem ser combinados com KingHelm (WWW .BDS666.COM) Antena WiFi, antena GPS, antena Beidou e antena cerâmica de fone de ouvido TWS Bluetooth. Usado principalmente em: novos veículos de energia, robôs inteligentes, inversores, ferramentas elétricas, eletrônica de potência, fontes de alimentação comutadas, fontes de alimentação para iluminação externa, carregamento rápido PD, fones de ouvido Bluetooth TWS e outros campos.

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