一个瞎搞的电机控制器
本帖最后由 zhao133 于 2025-6-13 14:14 编辑今天有个网友发了一份自己画的原理图，希望我帮忙把关一下，让我领会到什么是瞎搞，给大家分享一下：
他的项目是这样的：需要设计一款低压大功率电动工具，最大电流100A。主控芯片采用Geehy公司的APM32F035，采用双MOSFET并联，三相电流检查，采样电阻0.3mR，F035采用外部晶振设计，晶振频率为32MHz，具有反电动检测功能（F035内部比较器实现），母线电压检测采用3个510K和一个75K电阻串联分压。这份原理图设计存在很多让人无法理解的地方，下面给整理分享一下给大家：
瞎搞1：单片机的晶振，主控芯片APM32F035外挂32MHz晶振，在这里跟大家说一下，单片机的外部晶振确实是可支持很宽范围，但是我们使用M0、M3单片机外部晶振一般选用8~12MHz，因为晶振倍频后可达到主频比如60M或者80M，没必要选太高频率的晶振。如果不涉及到外部高速通信，可以选用内部晶振，选用外部晶振是为了得到高精度的系统时钟，用于与外部其他电器模块通信，比如串口、CAN等。单片机内部RC振荡器精度存在一致性较差的问题，如果我们使用内部晶振用作高速通信，可能需要针对某几片单片机调整通信波特率。
瞎搞2：电压采集分压设计，母线电压采样采用3个510K和75K串联分压，电机反电动采用43K与2.2K串联分压，单独任意的电压采样电路都没有设计不合理的说法，但是两个放在一起，那就存在不合理了，我们设计母线电压检测和电机反电动势检测选择的电阻分压比例和阻值应一致或者接近。
瞎搞3：过流检测，三相过流检测+总电流过流检测，这种设计是也是不合理的，首先，运放的分压设计不合理，LM32X系列运放最大输出电压低于电源电压1.5V，运放输入电压为2.2V，供电电压3.3V，因此运放最大输出电压为1.8V，小于运放跟随输入电压2.2V，因此无法得到想要的电压基准，电机的过流检测只需做总电流检测，无需做三相独立的过流检测。
瞎搞4：gate driver及MOSFET的处理，使用gate driver应参考gate driver的规格书，根据规格书的推荐电路设计，一般来说gate driver自举电容我们会选用10~22uF这个范围比较合理，另外MOSFET部分需增加下拉电阻，从而提高产品的可靠性。
瞎搞5：想设计一款无感FOC 电机驱动，采样电阻为0.3mR，运放增益10倍，但是也保留无感方波的应用，不知道是想做无感方波还是FOC控制，如果是想做FOC控制，这种电路设计也不合理，因为采样电阻太小了，电流的信噪比差。另外电动工具属于方波电机，不适合做FOC控制。我们设计大电流的FOC控制器，当电流变化范围很宽时，电机需增加位置传感器，如霍尔传感，电流变化范围宽的应用不适合做无感FOC控制。
其实这位工程师朋友这么设计的意图是想做一款能适用于调试这个大功率电机的控制器，应该是一款大功率开发板的设计。我们作为一名工程师也经常会遇到一些我们手上的资源平台不利于开发调试的项目，因此会考虑很多可能性，既能做这样的产品开发调试，也能做那样的产品开发调试。这种想法确实是可行，只是我们电路设计需符合一些原理和原则，不然做出来的板子干扰大、信噪比低。让调试的工程师失去信心。
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