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国产MCU之光 第40期:奇思妙用,凌鸥LKS32 电机控制应用方案大赏

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21ic小能手|  楼主 | 2023-1-10 21:28 | 显示全部楼层 |阅读模式
国产MCU之光 第40期奇思妙用,凌鸥LKS32 电机控制应用方案大赏



*阅读说明:详细方案描述、源码、资料等请戳原链接查看。排名不分先后


从网上了解到,南京凌鸥创芯是做电机专控芯片的原厂,也有吸尘器方案,就实测了下效果,用的吸尘器DEMO板做测试,选用的LKS32MC034DOF6Q8这个型号。

硬件方面,此方案用的外围器件少,芯片本身集成了运放、比较器、DAC、5VLDO,省去了7805,用的单电阻采样,节省了成本。

软件方面,开发环境用的熟悉的Keil,程序调试用宏定义,注释比较清楚,看起来容易理解。

关于吸尘器应用有几个技术难点,一个是启动可靠性、最高转速、顺风启动。
1、静止启动效果,稳定,启动速度快,各电压启动测试未发现启动失败现象。以前做方案,不同供电电压下,启动稳定性会有差异,这个做的比较好,各电压下启动都比较顺畅。

2、顺风启动效果,启动相电流不过冲,电机不抖动(紫色线),母线电压不抬升(黄色线)。之前自己调试过顺风起,根据反电动势计算角度,但效果没这个好,母线电压会抬升,导致母线电流给电池包充电。

3、堵孔效果,堵孔相电流稳定,波动小,转速高,电转速达19万转/分钟。目前市面上的吸尘器以10万转/分钟比较多,再往上就是15转/分钟,能做到18万转/分钟的还是不多。

实测下来,基于LKS32MC034DOF6Q8做的这款吸尘器方案效果还是不错的。
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我把家里的餐厅里的隐形风扇灯控制器拆下来研究,方案电源输出24V供电机,采用3颗P+N的MOSFET,电流采样方式为单电阻,通过继电器控制LED灯模组,射频方面查了规格书对照晶振是433MHZ。

1、关于电机控制方面,这种风扇6档最高转速240多转,从原理上来讲单电阻采样需要移相,这样电机或多或少都会有噪音,所以我偏向于性能更好的双电阻电流采样方式,比单电阻采样方式电路外围多了几个电阻。

2、关于MOSFET电路方面,我手上的板子是MCU通过驱动电阻到GATE脚,GS并了电阻也没有贴上,我在原理图除了有电阻10K之外增加了1NF的电容,这种方法可以提升MOSFET之间一致性,提升电路的可靠性。

3、关于电机控制方式,除了了433MHZ的遥控器之外,还需要串口与涂鸦/小米模块之间通讯,增加智能属性。综上所述,选用LKS32MC037EM6S8-SSOP24电机控制应用的紧凑型 MCU,集成了三相全桥自举式栅极驱动模块,可直接驱动 3 对 P-N 型 MOSFET,我自认为是性价比蛮高的,刚好把所有的脚位都用上了,留出烧录口和复位脚,方便我Debug。
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最近需要一个六步霍尔的FOC程序,恰巧之前做过简单的霍尔处理程序,索性就直接优化了一下拿来用了。程序框架是之前开源的FOC程序,删除了滑膜观测器,同时为了方便后续增加新的编码器,修改了一下工程结构(后面可能还会做其它修改)。相较于之前开源带霍尔的FOC程序的程序,简化了程序结构。

1、硬件平台介绍:
硬件自然还是081的开发板,有需要的同学可以在嘉立创上直接购买。为了信号质量,使用双电阻采样,这里将开发板上电流反馈电阻从20k*2改成了1k*2。
2、软件说明:
本软件通过速度插值实现六个角度转成连续角度。同时由于霍尔安装位置造成的误差,为了方便软件处理,需要将某一个霍尔跳变定义为霍尔角度的“零点”,然后通过在“零点”上增加偏置的方式就可以实现精确的角度校准。
3、实际运行效果
4、参考文献
5、程序附件
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介绍下我最近预研的一种基于高频注入的电机电感参数辨识的方法,辨识精度还是比较理想的,文末会展示下辨识结果。这篇小文章主要从硬件平台、为什么参数辨识、选择什么方案、理论如何实现、实验过程、实验结果、结论和探讨,七个部分来介绍吧,也欢迎评论区大家一起探讨更好的方法。
1、硬件介绍:
      软件实现离不了优秀的硬件做后盾,FOC这种控制对于电压、电流的采样要求还是有点高的,如果没有可靠的电流采样,相信你是得不到什么可靠算法结论的。。。
      首先,介绍下具体实现的硬件平台吧,MCU采用南京凌鸥创芯的LKS32MC081C8T6。 M0+DSP的双核架构,ARM和DSP都具有96Mhz主频,8KB RAM,64KB的FLASH空间,完全满足辨识算法对运算能力的要求。三电阻采样电流方案,利用MCU内部的差分运放电路+内置12位的ADC实现,这样三相采样电流全了,电压利用率也可以保证。预研的辨识算法主要应用在大家电的室内风机、室外风机上,220V 交流供电,调试时候最好注意下仿真器的隔离。
2、为什么要进行参数辨识呢?
3、选择什么方案?
本文选择了高频注入方法实现电感的辨识,主要考虑这种方法受转子位置转动的影响比较小,可以实现离线辨识,也可以实现在线辨识,甚至可以辨识电感的同时实现电机转子位置的估计。
4、理论如何实现?
5、实现过程
6、实验结果
7、结论、探讨
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七毛钱| | 2023-1-18 09:29 | 显示全部楼层
我们国产家电质量都挺好的,离不来这个电机控制芯片的高品质

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海滨消消| | 2023-1-18 09:37 | 显示全部楼层
支持国产芯片

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東南博士| | 2023-1-20 10:47 | 显示全部楼层
凌鸥LKS32 电机控制应用方案大赏

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xidaole| | 2023-1-25 07:52 | 显示全部楼层
坐板凳

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xinhuam| | 2023-1-26 17:15 | 显示全部楼层
19万转/分钟, 就问你用的啥轴承?

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单片小菜| | 2023-1-28 10:10 | 显示全部楼层
这种资料太给力了。

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stormwind123| | 2023-1-28 10:24 | 显示全部楼层
就喜欢这种系统全面的资料

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mainchin001| | 2023-1-30 13:51 | 显示全部楼层
6666

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cgq888xsj| | 2023-1-31 23:00 | 显示全部楼层
感谢博主的奉献

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wukong998| | 2023-2-7 14:27 | 显示全部楼层
正好需要呢

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