FOC学习之路——硬件电路(一)

【电源设计】FOC电机控制代码+原理图+PCB 本文提出了一种基于FOC算法的电机控制系统设计方案,结合了硬件电路的原理图设计、PCB布局及控制算法的代码实现。研究内容包括永磁同步电机(PMSM)的矢量控制实现、电源电路设计以及系统仿真验证。通过搭建实际系统,验证了FOC控制算法在动态响应和稳态性能上的优越性,同时实现了高效的功率管理和硬件电路稳定运行。 阅读详情
AI摘要

本文记录了使用STM32F103C8T6驱动直流无刷电机过程中遇到的问题,包括电路设计、PWM通道选择、电流采样、自举电路和MOS管驱动等关键点。作者强调了理解电路原理和避免简化电路的重要性,并提供了相应的解决建议。

前言

记录一下驱动直流无刷电机走过的坑。我是和是室友一起在玩FOC,电路方面也是借鉴了他的。我俩共同的一个心得就是,电路这个东西直接抄要么你就要原封不动的复刻下来,要么你就要搞懂电路中的每个电阻电容都起到什么作用,然后在这个基础上改!!! 不然 ,弯路必然是少不了的。

硬件电路整体展示

主控部分 

主控部分用的STM32F103C8T6,本来想用C6T6的,但是它不支持CAN通信,想到之后要做小车,还是带一个总线靠谱一点。我没有画晶振,用的内部晶振。值得注意的地方就是用于驱动半桥的PWM我这里其实是有问题的,因为STM32F103C8T6定时器1的通道4是不在ADC的触发事件里面的,因此是没办法进行准确的电流采样的或者说会影响一部分性能。所以需要修改。这是第一个坑!!!切记,定时器的四个PWM通道中一定要有一个用于出发ADC采样,其他三个用于输出控制半桥的PWM。I2C是用于读取AS5600的,测试了一下在I2C高速模式下,AS5600的速率大约是6Khz。

电源管理和USB

 这部分其实就没有什么坑了,电源管理是直接抄WD1305的手册,对于没有接触过电源管理的同学来说(正是本人),照抄就好了,封装什么的最好都一样,很多第一次做的同学会把10uH选错,这也算是一个坑吧,这个选择功率电感就行,因为本身用于5V的电流也很小,通常是几十毫安,你选择一个500ma的功率电感基本是足够的。

 电机驱动

这部分是坑最大的一个部分,栅极驱动器用的是EG2133,自带死区控制。所以高侧和低侧刚好是反向的,所以直接共用一个PWM就可以。又一个坑来了!!!这个芯片的VCC和用于高侧的基电压一定要是一样的。其次是自举电路!!!我和室友在这上面坑了许久(因为不懂自举电路的作用),照抄就是了!!!不要图简化,省去二极管或者电容(原因自举升压芯片的使用_9个注意事项_栅极驱动_半桥驱动_哔哩哔哩_bilibili )。DMT3009LDT-7是双N沟道MOS管。栅极的电阻和二极管是用于降低MOS管的发热。至于原因的话推荐B站视频听说你的MOS管又又又被击穿了?_哔哩哔哩_bilibili 

电流采样

 用的专用电流采样芯片,采样电阻要考虑一下最终输出的电流和功率,选择合适的采样电阻就可以。我这里用的10毫欧1W的电流采样电阻,能走10A电流。

总结

  1.  PWM用的定时器中,有一个通道要能触发ADC采样。
  2. 自举电路二极管和电容不能少,电容不能太小。
  3. MOS管的电源和栅极驱动器的电源要分开,当然也可以用一个(限制了应用范围。
bldc 原理 方波控制_为什么说学习电机精准控制要上FOC,答案真相了 FOC(Field-Oriented Control),即磁场定向控制,也称矢量变频,是目前无刷直流电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)高效控制的最佳选择。FOC精确地控制磁场大小与方向,使得电机转矩平稳、噪声小、效率高,并且具有高速的动态响应。由于FOC的优势明显,目前已在很多应用上逐步替代传统的控制方式,在运动控制行业中备受瞩目。FOC电机控制原理 电机控制的结构框图如图1所示。一个电机... 阅读详情

相关推荐

从理论到实战:FOC电机驱动硬件电路设计全解析

本文全面解析了FOC电机驱动硬件电路的设计要点与实战经验。从电源保护、高精度电流采样到三相逆变桥与栅极驱动设计,系统阐述了如何为FOC算法搭建可靠、精确的物理执行平台,并提供了详细的调试流程,帮助工程师从理论到实践掌握FOC电机驱动设计的核心。

gg901的博客 466

相关电路整理(工程)相关FOC电路整理

三电阻采样是一种电流采样技术,它在每相桥臂的下端放置一个采样电阻,以在下桥臂开通时进行电流测量。这种方法的主要目的是实时监测电机的电流,以便控制系统可以调整电机的工作状态和性能。将上述三种保护电路结合到一起,并添加一个TVS二极管,和RC吸收电路,同时将功率地、数字地和模拟地分开,通过一个0Ω电阻进行单点连接。在防过压的基础上加一个 RC 电路对 C1 电容进行充电来延迟三极管的导通时间实现缓启动的功能。

Star19180325的博客 1万+

BLDC电机FOC控制技术学习笔记

对自己的学习记录

Jay_Chou_666的博客 1773

Foc基本原理讲解(简略速成版)

但是直接控制三相的交流电流太困难了,为了方便控制电机,我们将这三相电流通过clark和park转换成旋转坐标系下的dq轴,d轴是电机的轴向方向,q轴是电机的切向方向,通过给定不同的q轴电压,可以形成不同的q轴电流,使得电机运动。通过控制逆变电路的六个mos,是可以产生六个矢量(U1,U2,U3,U4,U5,U6),但是如何更精细的对每个角度进行控制呢,这就要用到矢量合成了,通过两个附近的易形成的矢量(mos的六个状态)来合成目标的矢量即可。得到dq电流之后,便可以进行电流闭环了,电流环框架基本完成。

m0_73974689的博客 3135

FOC 是如何实现精准控制的?

目前,永磁电机常用的电机控制方式有三种:PWM 控制(方波控制),SPWM 控制(电压正弦控制),以及 FOC 控制(磁定向矢量控制)。同样的,相比方波控制、电压正弦控制,FOC 矢量控制的控制精度,相比前面的两者高出 20 倍以上,同时它的噪声最小、控制多样化、算法也最为复杂,适用于更多性能要求高的场合。FOC 磁定向控制,采用正弦波的控制方式,启动比较平稳,不仅解决了方波控制带来的噪声问题,而且它的控制方式是按照某种设定的关系分配的。而永磁电机的换向电路,由驱动及控制两部分组成,是密不可分的。.....

redsun_liuhao的博客 3949

直流无刷电机FOC控制算法 理论到实践 —— 实践

关于直流无刷电机FOC控制算法的理论章节,本人已经在前两章进行过详细说明,大家可以自行进行阅读,请务必了解过理论之后再来学习如何具体进行实现。直流无刷电机FOC控制算法 理论到实践 —— 理论(一)直流无刷电机FOC控制算法 理论到实践 —— 理论(二)本章节主要讨论采用MCU微控制器如何具体实现直流无刷电机的FOC控制。

爱出名的狗腿子 1万+

学习丨DengFOC库

DengFOC库可以控制市面上大多的无刷电机,且布置在一个成本较低的Dengfoc驱动板上,非常方便开发者使用FOC来控制无刷电机。灯哥教程也很耐心,这是看完做的一些总结和个人的一些理解。(代码大部分源于DengFOC:https://space.bilibili.com/493192058/channel/collectiondetail?sid=1104775)

Edson_White的博客 4790

【四足机器人项目实战】MIT无刷电机FOC硬件电路设计

系列文章目录 提示:这里可以添加系列文章的所有文章的目录,目录需要自己手动添加 TODO:写完再整理 文章目录系列文章目录前言一、MCU最小系统--STM32F446RE1.usb串口通讯连接口+程序下载连接口2.MCU电源滤波二、磁编码器角度传感器三、三相驱动桥四、CAN通讯收发器电路五、温度ADC检测六、电源滤波及分压电路1、DC电源输入端2、DC电源滤波电路3、DC电源分压电路4、三相绕线接线端总结参考资料 前言 认知有限,望大家多多包涵,有什么问题也希望能够与大家多交流,共同成长! 本文先对

qq_35635374的博客 7062

(一)无刷电机FOC硬件电路设计

认知有限,望大家多多包涵,有什么问题也希望能够与大家多交流,共同成长!软件程序在我另外一个博客【嵌入式–伺服电机】MIT无刷电机FOC驱动程序分析。

qq_35635374的博客 3954

【四足机器人项目实战】无刷电机FOC驱动基本原理与设计

系列文章目录 提示:这里可以添加系列文章的所有文章的目录,目录需要自己手动添加 TODO:写完再整理 文章目录系列文章目录前言一、电磁理论的基础概念1.左手定则2.右手定则3.右手螺旋定则4.永磁体同性相斥异性相吸原理5.旋转磁场的原理6.磁场矢量合成的原则二、直流有刷电机工作原理1.磁场的产生方法小型的直流有刷电机磁场的产生方法大型的直流有刷电机磁场的产生方法2.电枢绕组及电枢电流定义3.换向器定义4.电枢定义5.有刷直流电机驱动硬件设计三、无刷直流电机FOC原理【重点】1.无刷直流电机的特点2.无刷直

qq_35635374的博客 9501

无刷电机FOC硬件电路设计

本文先对MIT无刷电机FOC硬件电路分析做个简单的介绍,具体内容后续再更,其他模块可以参考去我其他文章软件程序在我另外一个博客【嵌入式–伺服电机】MIT无刷电机FOC驱动程序分析。

qq_35635374的博客 574

无刷电机FOC控制(一)

无刷电机是一种典型的机电一体化产品,它以电子换向取代了传统有刷电机的机械换向,具有众多显著优势。从结构上看,无刷电机主要由定子和转子组成。定子包含绕组等部件,转子通常由永磁体构成。无刷电机的工作原理是通过特定的电子控制器,按照一定的顺序切换定子绕组中的电流,从而产生旋转磁场,驱动转子旋转。与有刷电机相比,无刷电机具有更高的效率、更长的使用寿命、更低的噪声和更小的电磁干扰。在众多领域得到了广泛应用,如航空航天模型、电动车、工业自动化设备、医疗器械等。

m0_67278762的博客 2947

【四足机器人实战】MIT无刷电机FOC硬件电路设计

认知有限,望大家多多包涵,有什么问题也希望能够与大家多交流,共同成长!本文先对MIT无刷电机FOC硬件电路分析做个简单的介绍,具体内容后续再更,其他模块可以参考去我其他文章在设计无刷电机FOC(Field-OrientedControl,磁场定向控制)硬件电路时,选择合适的微控制器、角度传感器、驱动桥等组件至关重要。微控制器的选型:主控部分常用的是STM32F103C8T6,该款微控制器具备强大的处理能力和丰富的外设接口,支持高级定时器,非常适合进行电机的精确控制。

qq_35635374的博客 554

FOC控制原理

# FOC控制原理简介 ​ 电机分为有刷电机和无刷电机,这里主要描述的FOC控制算法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。玩过四轴的都比较清楚在,四轴飞行器中一般采用电调的驱动方式,那么电调和FOC直接有什么优缺点呢?电调比较适用于电机告诉旋转的场景,而对低速的控制确实乏力,而FOC无论在高速还是低速的场景下都适用 ​ FOC用途之一,比如下面的狗子: ​ https://www.youtub...

maijiayong的博客 4万+

Deng-s-foc-controller:灯哥开源FOC双路迷你无刷电机驱动

灯哥开源FOC双路无刷电机控制器 灯哥开源FOC控制器是一个由灯哥开源的,基于Apache 2.0开源协议和ESP32主控芯片的设置无刷电机双路FOC驱动控制板。 特性 支持双电机 即插即用,原生支持EPS32模块,并增加3 * 2路PWM输入接口 电压输入12-24V,最大电流?A 集成编码器/霍尔传感器接口 集成I2C,TXD接口 规格 说明 参数 尺寸 56 * 39毫米 输入电压类型 直流DC 输入电压 12-24V 最大输出电流 ? 最大功率 ? 支持电机数 2个 主控 底面可搭载ESP32开发板lolin32 lite 编码器支持 拓展接口 内部说明仅针对于本项目所使用的ESP32开发板(型号为lolin32 lite,如下图) 连接重点如下: 接口 功能 到达 电机一 使能 IO22 输入 IO32、33、25 电机二 使能 IO12 输入 IO26.27.14 编码器一

PCB设计必看:铜皮厚度与载流能力对照表(附Excel计算工具)

本文深入解析了PCB设计中铜皮厚度与载流能力的核心关系,提供了基于IPC-2152标准的动态计算逻辑与实用Excel工具。文章不仅分享了载流对照表,更重点剖析了影响载流能力的关键因素(如铜厚、线宽、温升、布线层),并给出了高电流设计的实战技巧与测试验证方法,帮助工程师规避常见陷阱,实现从理论到实践的闭环设计。

weixin_29228781的博客 723

FOC硬件电路设计

整块板严格划分四大独立区域,

m0_57249200的博客 365

【JavaSE】之流程控制与方法

Java基础之Java流程控制与方法相关知识介绍~

小新要变强的博客 5797

2、无刷电机FOC磁场定向控制硬件电路分析

下文介绍无刷电机FOC硬件电路原理与设计,包括微控制器的选型、磁编码器角度传感器选型、三相驱动桥设计、CAN通讯收发器电路设计、温度ADC检测设计、电源滤波及分压电路设计等等。

weixin_64037346的博客 306

安全虚拟化SEV简单介绍

安全虚拟化SEV简单介绍什么是SEV什么是SVMSME介绍SEV介绍总结 什么是SEV SEV是由AMD提出的安全虚拟化Secure Encrypted Virtualization技术的英文首字母的缩写。简单来说就是主内存控制器具备了加密功能可以对虚拟机内存数据进行保护。在真正介绍SEV之前,我们首先要弄清楚两个关键的基本概念:SVM、SME。下面先简单了解一下SVM和SME。 什么是SVM S...

artine的专栏 6389

STM32F103 串口DMA + 空闲中断 实现不定长数据收发

文章目录1. 空闲中断1.1 uart_dma.c1.2 uart_dma.h1.3 main.c1.4 stm32f10x_it.c1.5 效果演示1.6 知识补充1.6.1 外设的基地址     DMA(Direct Memory Access,直接存储器访问) 是所有现代电脑的重要特色,它允许不同速度的硬件装置来沟通,而不需要依赖于 CPU 的大量中断负载。否则,CPU 需要从来源把每一片段的资料复制到暂存器,然后把它们再次写回到新的地方。在这个时间中,CPU

夏夜晚风_的博客 3万+
上一篇: matlab上的神经网络模型导出成C文件
下一篇: platformio中arduino框架下esp32 flash信息修改问题
我不是理科生啊
博客等级 码龄7年 44粉丝 6原创
评论 9
成就一亿技术人!
拼手气红包6.0元
还能输入1000个字符
 
 条评论被折叠 查看
添加红包

请填写红包祝福语或标题

个

红包个数最小为10个

元

红包金额最低5元

当前余额3.43元 前往充值 >
需支付:10.00元
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付元
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值