本帖最后由 zhao133 于 2025-4-17 15:08 编辑
前面发了一个我自己做的一款电动自行车的板子帖子（https://bbs.21ic.com/icview-3445116-1-1.html），有网友私下问了很多关于设计的细节，比如MCU的选型，功率管的选型，采样电路等。今天我把这个给整理一下，分享给大家。希望能给大家的工作带来一些帮助。
1、MCU选型，我设计的那款板子使用APM32F411RET6（Geehy M4F），为什么选择M4，选M0或者M3不可以吗？用哪个芯片需根据实际产品的需求决定，我们首先需了解实际的应用需求，主要包括：控制板对外的外部通信接口类型及数量，控制板内部控制的各种控制及检测信号的。两轮车对外接口包括：串口通信（主要用于跟仪表通信（可能是一线通）、蓝牙模块）、CANbus通信（部分产品会用到CANbus跟仪表通信或者对外通信），电机霍尔接口（Timer输入捕捉），钥匙信号（ADC或GPIO），油门信号（ADC）、倒车信号（GPIO）、侧翻信号（GPIO）等，内部控制由于我们设计时采样带传感FOC，MCU还需要6路可输出3对互补的PWM及电机相电流采样后可执行FOC算法的计算能力。综合这些因数，Geehy的M0、M3、M4都可以满足使用，考虑到芯片的兼容性及高性能的M4的代码执行效率，最终选择一款性能较高的芯片。MCU的资源可能有些过剩，但是算法执行能力强，处理速度快，调试过程中可选用性能较高的芯片，量产后再考虑换一款性能够用的芯片。
2、功率管部分MOSFET的选型及方案设计，在大电流的控制器里，需考虑散热问题。半导体在高温下性能会有所变化的，如过电流能力、内阻等。根据公式P=I*I*R，在电机控制器里，大电流经过的路径是电解电容、MOSFET，电流采样电阻。高温会影响电容的寿命，MOSFET在高温下过电流能力下降，电阻通过大电流会产生压降和功耗，影响控制器的输出效率。针对这些问题，我们可以使用以下处理方案：电解电容可以选用高频低阻或者加大电容的容量，从而减少电容充放电次数及温升（提高电容的使用寿命）；MOSFET采用多个MOSFET并联方式，避免热量集中在单个MOSFET上，确保MOSFET的过电流能力不降低；电流采样电阻选用较小阻值的大功率电阻，目的是降低采样电阻的功耗，提高整个控制器的输出效率（采样电阻在此做功属于无用功）。
3、在大电流控制器里，我们都选较小的采样电阻，除了功耗问题，还有另外一个比较重要的因数是这种大电流应用，一般都会有其他的位置反馈检测手段，如编码器、霍尔传感器等，虽然电阻阻值有点小，但是我们可以借助霍尔传感器等手段校准电角度位置，从而保证电机能正常工作。
|
楼主
标题置顶
标题高亮
