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淺談進(jìn)芯電子高性能電鉆控制板方案
近年來(lái)，全球電動(dòng)工具市場(chǎng)加速爆發(fā)，應(yīng)用場(chǎng)景不斷豐富，電鉆作為需求量大的電動(dòng)工具類產(chǎn)品，市場(chǎng)需求也得到了快速提升。配備鋰電池和無(wú)刷電機(jī)的便攜式電鉆更是以其分量輕、扭力大、不受電源限制等優(yōu)點(diǎn)迅速占據(jù)了大量的電鉆市場(chǎng)份額。
BLDC電機(jī)即直流無(wú)刷電機(jī)，它具有低損耗、效率高、壽命長(zhǎng)、噪聲低、運(yùn)行可靠、維護(hù)簡(jiǎn)便等一系列優(yōu)點(diǎn)，充分契合終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?jié)能降耗、智能控制、用戶體驗(yàn)等越來(lái)越高的要求。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制專用芯片是BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)的心臟，在當(dāng)前便攜設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和5G應(yīng)用普及的情況下，對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高精度、小型化、高集成度、低功耗要求也越來(lái)越高。進(jìn)芯電子可提供基于公司ADM16x系列DSP作為主控芯片的高性價(jià)比電鉆控制板方案。
進(jìn)芯電子ADM16x器件提供增強(qiáng)型DSP架構(gòu)設(shè)計(jì)，以低成本實(shí)現(xiàn)低功耗和高性能處理能力，集成幾種為數(shù)字電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用而優(yōu)化的外設(shè)，以提供一個(gè)真正的單芯片DSP控制器。與現(xiàn)有的DSP控制器設(shè)備代碼兼容時(shí)，ADM16x可以提供更高的處理性能和更高水平的外設(shè)集成。
ADM16x是一款高度集成的高性能BLDC/PMSM控制器，內(nèi)部集成了6路 NMOSPre-Driver，運(yùn)算放大器，PGA，比較器，高速 ADC,SCI,SPI 等模塊。同時(shí)，它采用高性能16位CPU,內(nèi)嵌 32Kx16 位 Flash, 512x16位ROM,工作頻率為40MHZ，可滿足高性能無(wú)刷電機(jī)控制的應(yīng)用要求，并簡(jiǎn)化系統(tǒng)成本。
▲典型應(yīng)用圖
本電鉆方案依照實(shí)際裝配需要設(shè)計(jì)兩種板型，分別為缺角方形板（下稱方形板）和缺角條形板（下稱條形板），其中方形板采樣20V供電系統(tǒng)，條形板可適用與12V、16V、20V供電系統(tǒng)。電機(jī)電轉(zhuǎn)速范圍為200~23000rpm，條形板還配備有3個(gè)LED電量顯示燈。
▲板卡正面圖
▲板卡背面圖
●可兼容12V、16V、20V供電電機(jī)
●電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍：0～23000轉(zhuǎn)/分鐘
●扭矩：40N.m
●多種保護(hù)措施：過(guò)流保護(hù)、反轉(zhuǎn)保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、電池過(guò)溫保護(hù)、MOS管過(guò)溫保護(hù)等。
本方案使用無(wú)感方波算法，通過(guò)按鈕觸發(fā)持續(xù)供電，ADC采樣按鈕按壓力度輸出相應(yīng)占空比的PWM波控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)ADC還采樣電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)控制電機(jī)正常運(yùn)行。除電機(jī)控制外，ADC還對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的其他電流、電壓進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)狀態(tài)燈顯示出當(dāng)前狀態(tài)。啟動(dòng)平穩(wěn)輸出轉(zhuǎn)矩大，可通過(guò)開(kāi)關(guān)自由切換旋轉(zhuǎn)方向，松開(kāi)按鈕后立刻停止轉(zhuǎn)動(dòng)，配有照明LED和4S的延時(shí)關(guān)電功能，方便在光線較弱的環(huán)境中檢查打孔效果。
▲輕按電機(jī)運(yùn)行波形
▲重按電機(jī)運(yùn)行波形
