本帖最后由 lengrudie 于 2025-7-25 19:53 编辑
我们使用APM32F035设计一款控制无刷电机控制器,一般都会有电流采样回路,一般用于FOC矢量控制、电机的总电流检测和驱动过流保护检测。同一份原理图不同的人画出来的板子性能都会有些差异,我们使用APM32F035采集电机的相电流,当板子相电流信噪比差时,我们使用FOC算法就变得很难实现FOC闭环了,硬件该如何设计呢,下面给大家分享一下: 以下是我的一位工程师朋友设计的板子,方案大概如下:采用APM32F035作为主控,采用内部运放,gate driver GHD1620T 的高压FOC控制。
LAYOUT图纸1:
LAYOUT图纸2:
两种LAYOUT对比,哪种设计更加合理呢,接下来我们分析一下怎样的LAYOUT最合理。
1、模拟微小信号与大电流信号,我们使用F035的内部运放采集微小电流信号,由于信号很小微(采集采样电阻两端电压,可能是几mV到几十mV),因此我们设计时需确保运放走线越短越好,并且距离采样电阻距离越短越好。两个图纸的LAYOUT都符合这种设计。
2、干扰源的走线。图纸的干扰源主要是GHD1620T的6路SVPWM的输出,为什么只提输出部分呢,因为相对于APM32F035的SVPWM输出(输出电平为3.3V),GHD1620T的输出干扰更加严重(频率相同,输出电压为12V的SVPWM),干扰源也做到远离APM32F035,因此这部分的干扰处理做得还比较合理,然而采样电阻走线就有明显的差异了,LAYOUT图纸1是绕了一圈走线,因此大电流也会跟着绕一圈,从而产生类似电感天线的效应,对外发射较强的信号,LAYOUT图纸2由于大电流走线很短,LAYOUT所产生的寄生电感较小,因此天线效应较差,对外影响较小,整块板的信号会更干净一些。
当我们LAYOUT没有做好时,我们需通过软件做更多的滤波处理,并且在低速控制时,由于电流较小,采样电阻两端的压差也非常小,这时我们电机的低速控制可能效果很差(可能无法进入闭环控制)。一个好的控制板,我们不仅要有比较完善的软件算法,也需要合理硬件平台做基础,两者都不能忽视。
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