#申请原创# #技术资源# 本文章讲解如何绘制小功率无刷电机驱动板，主要使用了国产EDA软件进行绘制，首先完成模块划分和元件选型；电机驱动板分为电源模块、MCU模块、驱动电路模块、检测模块；下面分模块介绍电路功能、元件和布局；电源模块给主功率回路供36V电压，流过电流在3--5A，驱动电路需要12V电压，毫安级电流，MCU电路以及检查模块需要5V和3.3V等级电压，那么电源供电方式规划为36V--12V使用BUCK电路，这样电压降落幅度较大，但是电压纹波也大，那么在转换为5伏和3.3伏的电压的时候，不能再使用bulk电路，因为这这两个电压是给运算放大器和芯片供电的数字电路需要非常平稳精确的电压。那么也就是说12伏转5伏，5伏转3.3伏必须要用到ldo芯片。在这里还有一个问题，就是当12伏转5伏的时候，电压差比较大，有7伏。那么可以在12伏输入端串接一个20~100欧姆的分压电阻，注意这个电阻要求尺寸比较大。这个电阻主要是用来进行散热的。它和后面的ldo一起构成了12转5伏的电路。最后一级的5伏转3.3伏的电路是给数字芯片供电的也必须使用ldo。那么下面给出原理图和pcb的电源的布局。
这里使用的降压芯片为xl4001e1在选择这款芯片的外围电路的时候，要注意配合的二极管为快恢复二极管 ss 110，所选择的电感为数据手册指定的规格22uh的电感。在选型的过程当中，还要注意所选择的这些元器件的类型和尺寸，比如说C53这个电容应该是电解电容尺寸比较大，耐压值要选择到50伏以上。而后续容积较小的电容应该为贴片的陶瓷电容，比如说c25。当然也要注意选择好它的耐压值。必须大于规定范围的25%以上。在这里选择12服装5伏的这个串接电阻的时候，比如就是r80。那么我选择的是选的功率电阻尺寸较大。有利于散热。同样串接到后面的d11也是一个快恢复二极管。接下来是电源部分的布局。那么在我们给出的电路板的布局里面。分成了三个模块。可以看到第1部分是走的是相对大电压和大电流。那么这一部分是36伏供电，紧接着是第2部分是buck降压电路，将36伏转换成12伏的电压。以阶梯状排布，由12伏再通过两个ldo转换成5伏和3.3伏。为了方便供电，我们可以看得到，电压等级是以阶梯状供电，而且在电路板的边缘。这样的话，不同的电压等级就可以负责不同的模块电路的供电。可以看得到第2部分转换成12伏之后直接往左就是驱动电路的电源供电。
接下来是mcu模块。在这里使用的芯片是使用的stm32f103系列的主控芯片，也可以使用其他类型的国产32位芯片。只要功能类似即可。那么这部分的电路需要晶振电路复位电路编程下载调试电路等模块。下面给出原理图。
紧接着给出电路的布局，我们可以看得到mcu模块它应该是在电路的和第3部分电源供电的区域紧接着。而且也因为mcu模块属于弱电部分要和强电部分进行隔离。它是通过驱动电路将3.3伏的驱动电压转换成12伏的驱动电压去驱动NMOS管。所以从布局上我们很容易可以看得到它应该是使用了驱动电路和主功率回路进行了隔离。接下来我们再看驱动电路部分，驱动电路主要解决两个问题：1、3.3伏转12伏。2、三相六开关电路当中的上桥臂需要自举电容进行升压。那么这里的电路选择的是三个驱动芯片，每一个驱动芯片负责其中的一相。当然现在市面上也有一种芯片，直接的可以驱动三相六开关的电路，这样的话尺寸更小，绍峰科技就有此类功能的芯片。那么下面给出驱动电路其中2路的原理图。
可以从下面PCB电路中看到驱动电路在MCU和主功率回路中间；
接下来我们再看检测电路在电动机运行的过程当中，必须要检测ia和ib以及母线电压。所以我们使用了运算放大器。而由于mcu的ADC转换，它的电压在0~3.3伏之间。所以我们还必须将预算放大器转换电压输出范围转换到0~3.3伏之间，也就是说需要将输入电压抬高1.65伏。那么以下是ADC转换电路的原理图。
还要注意电流采样点位置和电压采样点位置，电流是经过小电阻进行的采样，必须使用卡尔文接线方式绘制PCB，如图所示：
完成布局之后绘制PCB，最后铺铜要注意在大电流部分可以不铺铜保证足够爬地距离，如图：
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