กรณีความร่วมมือโครงการออกแบบ Sako MOSFET และ Zhaoyi Innovation MCU (2)

การออกแบบโครงร่างไมโครมอเตอร์แบบไม่เหนี่ยวนำโดยใช้ MCU GD32E230/F303

โทรศัพท์มือถือทางทันตกรรมหรือที่เรียกว่าโทรศัพท์มือถือในช่องปากเป็นเครื่องมือทางการแพทย์ชนิดหนึ่งที่ใช้เป็นพิเศษในด้านทันตกรรม นับตั้งแต่เปิดตัว ก็ได้รับการตอบรับจากคนไข้และผู้ปฏิบัติงานด้วยความเร็วการหมุนที่ผิดปกติ เปลี่ยนโทรศัพท์มือถืออย่างรวดเร็ว และกลายเป็นเครื่องมือที่ขาดไม่ได้ในงานทันตกรรมในปัจจุบัน

ในโครงการนี้ MCU ซีรีส์ Zhaoyi Innovation GD32E230/F303 ถูกนำมาใช้เป็นตัวควบคุมหลัก ซึ่งมีลักษณะของความเร็วสูง ความเสถียร สัญญาณรบกวนต่ำ และต้นทุนต่ำ สามารถใช้ในทางทันตกรรมเพื่อยึดเข็มทางทันตกรรมความเร็วสูงสำหรับการเจาะ บดฟัน ทำความสะอาดฟัน และการดูแลความงาม

พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของโครงร่างมอเตอร์

· ความเร็วในการหมุน ≥ 300,000 รอบต่อนาที และช่วงแรงบิดสูงสุดคือ 0.075-0.15N.cm
· การหมุน/การควบคุมความเร็ว/การแสดงความเร็วที่เป็นบวกและลบ
· การควบคุมวาล์วอากาศหลายช่อง
· เสียง <70dB

1,GD32E230 โครงการต้นทุนต่ำของการควบคุมคลื่นสี่เหลี่ยมแบบไม่เหนี่ยวนำ

ลักษณะโปรแกรม

ใช้ MCU มูลค่าพิเศษ GD32E230 พร้อมแกน Arm Cortex-M23 เป็นตัวควบคุมหลัก ในการควบคุมคลื่นสี่เหลี่ยมแบบไม่เหนี่ยวนำ สัญญาณการสับเปลี่ยนส่วนใหญ่จะได้รับโดยวิธีการข้ามศูนย์ EMF ด้านหลัง (ความต่างเฟสระหว่างสัญญาณของการข้ามศูนย์ EMF ด้านหลังและสัญญาณการสับเปลี่ยนของมอเตอร์คือ 30° มุมไฟฟ้า) เพื่อรับสัญญาณข้ามศูนย์ของ EMF ด้านหลัง วิธีการเปรียบเทียบฮาร์ดแวร์ใช้เพื่อเปรียบเทียบแรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลที่ตรวจพบกับแรงดันไฟฟ้าที่เป็นกลางของมอเตอร์ เพื่อรับสัญญาณข้ามศูนย์ของ EMF ด้านหลัง

โครงการนี้มีลักษณะของวงจรอย่างง่าย ต้นทุนต่ำ ฯลฯ และส่วนใหญ่จะใช้ในอุปกรณ์ทำความสะอาดทันตกรรม การดูแลทันตกรรม และโอกาสอื่น ๆ

แผงวงจรโครงการ

คุณสมบัติหลักของ MCU ซีรีส์ GD32E230
· Cortex-M23@72MHz, ประสิทธิภาพการประมวลผล 55DMIPS· แฟลช: 64KB/32KB/16KB· สแรม : 8KB/6KB/4KB
· ADC ความเร็วสูงและความแม่นยำสูง 12 บิต ADCx1@2.6Msps 10 ช่อง· ตัวจับเวลาขั้นสูง x1 สามารถสร้างเอาต์พุต PWM เสริมได้ 6 ช่องพร้อมเวลาตายที่ปรับได้· ตัวจับเวลาทั่วไป x5· ด้วยการป้องกันการเข้ารหัสฮาร์ดแวร์ Flash· โหมดการสื่อสารแบบอนุกรมหลายโหมด: I2Cx2, SPIx2, UARTx2;· ประเภทแพ็คเกจที่หลากหลาย: TSSOP 20/LGA20/QFN28/QFN32/LQFP 32/LQFP 48· แหล่งจ่ายไฟ: 1.8V ~ 3.6V· ตัวคูณฮาร์ดแวร์รอบเดียว ตัวแบ่งฮาร์ดแวร์ ตัวแบ่งความถี่ฮาร์ดแวร์ ตัวควบคุมการขัดจังหวะเวกเตอร์แบบซ้อน (NVIC) และทรัพยากรอิสระอื่นๆ· ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของเกรดอุตสาหกรรม: -40 ℃~105 ℃· ลักษณะ ESD ในอุตสาหกรรม: 6000 โวลต์

2,GD32F303 โครงการประสิทธิภาพสูงของการควบคุม FOC แบบไม่เหนี่ยวนำ

ลักษณะโปรแกรม

การควบคุม FOC แบบไร้เซนเซอร์ส่วนใหญ่ใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์และความรู้บางประการเกี่ยวกับหลักการควบคุมอัตโนมัติเพื่อให้เกิดการควบคุมมอเตอร์ ในการควบคุม FOC ที่ไม่มีการเหนี่ยวนำ โดยปกติจำเป็นต้องใช้ผู้สังเกตการณ์ที่เกี่ยวข้องเพื่อให้ได้ตำแหน่งโรเตอร์โดยอ้อม เพื่อให้ได้คุณลักษณะแบบไดนามิกและคงที่ที่ดีขึ้น ความแม่นยำในการควบคุม ความเร็วการตอบสนอง และความเสถียรของระบบ โครงร่างนี้ได้รับการออกแบบโดย MCU กระแสหลัก GD32F303 ที่ใช้คอร์ Arm Cortex-M4 GD32F303 มีฟังก์ชันการทำงานจุดลอยตัวบนชิป ซึ่งสามารถตั้งค่าพารามิเตอร์ตามสัดส่วนของการควบคุม PID ได้ดีขึ้น และมีการตอบสนองแบบไดนามิกที่รวดเร็ว

วิธีการควบคุมคือวิธีการสังเกตวงแหวนไขข้อ (โปรดดูข้อมูลการใช้งานของการควบคุมมอเตอร์กระแสตรงไร้แปรงถ่านสำหรับสูตรและหลักการเฉพาะ) เกิดขึ้นได้โดยใช้หลักการควบคุมโครงสร้างตัวแปรเมมเบรนไขข้อในหลักการควบคุมอัตโนมัติ ในความเป็นจริง โครงสร้างตัวแปรเป็นกลยุทธ์การควบคุมของระบบควบคุมโครงสร้างตัวแปร ซึ่งมีลักษณะของการควบคุมที่ไม่ต่อเนื่อง ภายใต้คุณลักษณะบางประการ ระบบจะบังคับให้ระบบเคลื่อนที่ในแอมพลิจูดเล็กน้อยและความถี่สูงขึ้นและลงไฮเปอร์เพลนที่ระบุ ซึ่งเป็นสิ่งที่เรามักเรียกว่าการเคลื่อนไหว "โหมดเลื่อน" หรือ "โหมดเลื่อน" โหมดเลื่อนนี้ไม่เกี่ยวข้องกับพารามิเตอร์และการรบกวนของระบบ และสามารถออกแบบได้ เพื่อให้ระบบมีความทนทานที่ดี

ไฮไลท์ทางเทคนิค

การสตาร์ทมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านและแบบไม่เหนี่ยวนำถือเป็นขั้นตอนสำคัญ เพื่อให้บรรลุถึงลักษณะของการเริ่มต้นที่รวดเร็วและมีเสถียรภาพและมีเสียงรบกวนต่ำ จึงมีการใช้วิธีเริ่มต้น I/F ในโครงการนี้ แกนหลักของโหมดการเริ่มต้น I/F คือการสร้างเวกเตอร์กระแสที่กำลังหมุนด้วยแอมพลิจูดตามค่าอ้างอิงและความถี่ค่อยๆ เพิ่มขึ้นในขดลวดกระดอง เพื่อเร่งการสตาร์ทโรเตอร์ ลักษณะเฉพาะของมันคือทำงานในสถานะของความเร็วของวงเปิดและกระแสของวงปิด หลังจากการแปลงพิกัด กระแสขดลวดสเตเตอร์จะถูกฉายบนระบบพิกัดการหมุนที่กำหนดโดยมุมตำแหน่งที่ได้รับคำสั่ง และถูกจำกัดด้วยค่าที่คาดหวัง ซึ่งสามารถหลีกเลี่ยงกระแสเกินได้อย่างมีประสิทธิภาพ แผนภาพบล็อกควบคุมแสดงในรูปต่อไปนี้

ความเร็วในการหมุนของโครงร่างนี้สามารถอยู่ที่ 100~380,000 RPM ที่ความเร็วสูงและต่ำ และเหมาะสำหรับการใช้งานมอเตอร์ความเร็วสูงขนาดเล็ก เช่น โทรศัพท์มือถือทันตกรรมความเร็วสูงทางการแพทย์ เครื่องเจียร ฯลฯ

แผงวงจรโครงการ

คุณสมบัติหลักของ MCU ซีรีส์ GD32F303

· Cortex-M4@120MHz ความถี่หลัก ประสิทธิภาพการประมวลผล 150DMIPS
· แฟลช: 256KB~3072KB· สแรม : 48KB~96KB· แหล่งจ่ายไฟ: 2.6V ~ 3.6V
· 3 ADC 12 บิต @ 2.6msps, 21 ช่อง
· ระบบจับเวลา SysTick 1 บิต 24 ตัว ตัวจับเวลาแบบ 4 บิตสำหรับใช้งานทั่วไปสูงสุด 16 ตัว ตัวจับเวลาพื้นฐาน 2 ตัว และตัวจับเวลาแบบปรับปรุง 1 ตัว
· โหมดการสื่อสารแบบอนุกรมหลายโหมด: I2C x2, SPI x3, USART+UART x5· ประเภทแพ็คเกจที่หลากหลาย: LQFP48/LQFP64/LQFP100/LQFP144
· ตัวคูณฮาร์ดแวร์รอบเดียว ตัวแบ่งฮาร์ดแวร์ ตัวแบ่งความถี่ฮาร์ดแวร์ ตัวควบคุมการขัดจังหวะเวกเตอร์แบบซ้อน (NVIC) และทรัพยากรอิสระอื่นๆ
· หน่วยเลขคณิตจุดลอยตัว หน่วยเลขคณิตจุดลอยตัว
· ช่วงอุณหภูมิในการทำงานของเกรดอุตสาหกรรม: -40 ℃~85 ℃

มุ่งเน้นไปที่ MCU 32 บิตของซีรีส์ GD32 ของ Zhaoyi Innovation (www.bjzycxkjgf.dayinmao.com) ซึ่งเป็น mos FET ของ SAKO Micro SLKOR (www.slkormicro.com) ถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการประเภทนี้ เช่น หลอด TVS และ ESD ซึ่งรับผิดชอบในการขับเคลื่อนมอเตอร์ ป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ และการระบายไฟกระชากในวงจรต่อพ่วง บริษัท Sawei Technology Co., Ltd. (http://www.slkormicro.com) ก่อตั้งขึ้นในปีพ.ศ. 2005 โดยยึดมั่นในแนวคิด "สร้างมูลค่าด้วยเทคโนโลยี" มากว่าสิบปี โดยมุ่งเน้นการวิจัยและผลิตซิลิกอนคาร์ไบด์ ไดโอดซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC หลอด MOS ซิลิกอนคาร์ไบด์ SiC และหลอด IGBT เดี่ยวเป็นหลัก ผลิตภัณฑ์ซีรีส์ 2301, 3401, 3904 และ 13n50 เช่น หลอด MOS แรงดันสูงและแรงดันต่ำ, ChinaMOS, หลอด COOL MOS, IC การจัดการพลังงาน, องค์ประกอบ Hall Hall SL1603SL SL1613SH SL1615SH, ไทริสเตอร์, ไดโอดฟื้นตัวเร็ว และไดโอดยังสามารถจับคู่กับ KingHelm (WWW .BDS666.COM) เสาอากาศ WiFi, เสาอากาศ GPS, เสาอากาศ Beidou และเสาอากาศเซรามิกชุดหูฟัง Bluetooth TWS ส่วนใหญ่ใช้ใน: ยานพาหนะพลังงานใหม่, หุ่นยนต์อัจฉริยะ, อินเวอร์เตอร์, เครื่องมือไฟฟ้า, อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง, อุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง, อุปกรณ์จ่ายไฟแสงสว่างกลางแจ้ง, การชาร์จอย่างรวดเร็ว PD, ชุดหูฟัง Bluetooth TWS และสาขาอื่น ๆ

หมายเหตุ: บทความนี้ทำซ้ำจากอินเทอร์เน็ตเพื่อสนับสนุนการคุ้มครองสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญา โปรดระบุแหล่งที่มาต้นฉบับและผู้แต่งเมื่อพิมพ์ซ้ำ หากมีการละเมิดใด ๆ โปรดติดต่อเราเพื่อลบออก

โทรศัพท์บริษัท: +86-0755-83044319
แฟกซ์/แฟกซ์:+86-0755-83975897
อีเมล์: 1615456225@qq.com
QQ: 3518641314 ผู้จัดการหลี่
QQ: 332496225 ผู้จัดการชิว
ที่อยู่: ห้อง 809 บล็อก C อาคารเทคโนโลยี Zhantao เลขที่ 1079 Minzhi Avenue เขตหลงหัวใหม่ เซินเจิ้น