[LKS32 硬件]

【LKS32MC081评测】 +功率板功能解读

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jinglixixi|  楼主 | 2022-6-12 12:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 jinglixixi 于 2022-6-12 13:03 编辑

由LKS32MC081的电路可知,该开发板是一款面向电机控制的板子,除去核心板,其整体就是功率板,见图1所示。它可实现无感方波、有感或无感FOC控制,并支持按键启停和电位器模拟调速。
1.jpg
图1功率板
1.电源
在功率板上的电源输入端,其接入的并非是核心板所需的5V电源,而是输入20~60V的直流电源,其电路如图2所示。
2.jpg
图2电源电路
在电源电路中,是通过电源芯片LKS620将输入的电源电压转换为15V,再由78L05将电压转换为5V,以供核心板工作。
2. 驱动电路
三相电机的驱动电路如图3所示,其核心器件为LKS560,在外围电路的配合下,实现实现电源的控制。
3.jpg
图3驱动电路
3.母线电压采样
为识别母线的电压状态,是以电阻分压的形式来采集母线电压,其电路见图4所示。
在程序中,通过读取母线电压可进行过压及欠压保护。
4.jpg
图4 母线电压采样电路
4.短路保护
短路保护电路作用在于发生短路时,能快速地关断PWM输出。MCPWM模块有四个急停事件输入,可由硬件直接关断PWM输出。也可以用比较器中断实现软件响应后第一时间关闭Mosfet,以确保Mosfet不被烧毁。
5.jpg
图5短路保护电路
5.霍尔电路
所谓霍尔器件,是一种具有磁场效应的器件。通过霍尔器件的使用,可感知电机线圈周围的磁场变化,进而推算出电机的转动变化或位置状态。
在具有霍尔应用的情况下,要用霍尔电路来检测电机的霍尔位置,来向电机运行提供准确的转子位置信息,其电路见图6所示。
6.jpg
图6霍尔电路
6. 反电动势检测
在霍尔信号损坏的情况下,可通过反电动势检测来实现BLDC SensorLess控制。在电机不加电滑行时,通过反电动势检测可对霍尔的机械安装偏移误差进行动态的修正,其电路见图7所示。
7.jpg
图7反电动势采样电路
7.相线电流采样
相线电流采样的作用是感知相线电流并加以保护处理,其电路见图8所示。
8.jpg
图8电流采样电路
8.模拟信号输入
为便于进行电机调速,可使用电位器来产生调节的模拟信号输入,其电路如图9所示。
9.jpg
图9 模拟信号输入电路


注:
BLDC:无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor, BLDCM)克服了有刷直流电机的先天性缺陷,以电子换向器取代了机械换向器。
FOC控制:电机分为有刷电机和无刷电机,FOC控制主要是针对无刷电机的控制,无刷电机用于飞行器或者四足狗、机械臂等这种高精度的环境当中,FOC在高速还是低速的场景下都适用。FOC控制的过程为:
1) 对电机三相电流进行采样得到Ia Ib Ic
2)将Ia、Ib、Ic经过`Clark变换`得到Iα Iβ
3)将Iα Iβ经过`Park变换`得到Iq和Id
4)计算Iq和Id和其设定值Iq_ref,Id_ref 的误差
5)将上述误差输入两个PID(只用到PI)控制器,得到输出的控制电压Uq,Ud
6)将 进行`反Park变换`得到Uα,Uβ
7)用Uα,Uβ合成电压空间矢量,输入`SVPWM模块`进行调制,输出该时刻三个半桥的状态编码值
8)按照前面输出的编码值控制三相逆变器的MOS管开关,驱动电机
9)循环上述步骤。





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tail066| | 2022-6-21 21:57 | 显示全部楼层
电路分析再多一点就好了,感觉都是说代码的,很少有讲电路的

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jinglixixi|  楼主 | 2022-6-22 09:58 | 显示全部楼层
tail066 发表于 2022-6-21 21:57
电路分析再多一点就好了,感觉都是说代码的,很少有讲电路的

可能相对的开发板的外设少的缘故吧,这款板子的应用方向比较专一。

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littlelida| | 2022-6-22 20:46 | 显示全部楼层
难得有电路相关,不错

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