電動(dòng)工具是以直流或交流電機(jī)為動(dòng)力的工具總稱。電機(jī)作為最主要的機(jī)電能源轉(zhuǎn)換裝置，降低電機(jī)能耗可以有效提高能源利用效率，達(dá)到節(jié)能減排的政策目標(biāo)。隨著節(jié)能降耗政策需求和高效能應(yīng)用，BLDC電機(jī)在電動(dòng)工具領(lǐng)域不斷深入滲透。得益于BLDC的高效率，目前市面主流的電動(dòng)工具基本都使用了BLDC，可以有效延長(zhǎng)電池供電的電動(dòng)工具續(xù)航時(shí)間，并穩(wěn)定輸出無(wú)刷電機(jī)的扭矩。

因BLDC無(wú)感效率高，扭矩大，成本低等特點(diǎn)。無(wú)刷直流電機(jī)屬于自換流型(自我方向轉(zhuǎn)換)，因此控制起來(lái)更加復(fù)雜，需要了解電機(jī)進(jìn)行整流轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)子位置和機(jī)制。目前的無(wú)傳感器型的無(wú)刷直流電機(jī)的控制方法主要是通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)或者比較器采集電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)過(guò)零點(diǎn)信號(hào)。雖然模數(shù)轉(zhuǎn)換器采集反電動(dòng)勢(shì)的方法算法比較復(fù)雜，因GD32 MCU內(nèi)部都集成有模數(shù)轉(zhuǎn)換器，對(duì)于三相電機(jī)來(lái)說(shuō)，可以節(jié)省三個(gè)比較器，從而節(jié)省體積和成本。模數(shù)轉(zhuǎn)換器需要在特定的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行采樣，然后通過(guò)軟件與零點(diǎn)進(jìn)行比較，從而獲得無(wú)刷直流電機(jī)的換相時(shí)刻，以預(yù)測(cè)無(wú)刷直流電機(jī)的下一次換相時(shí)刻。

深圳市英太科技有限公司推出基于GD32F310 MCU和GD30DR8306三相柵極驅(qū)動(dòng)器的無(wú)刷直流電鉆解決方案，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化、儀器儀表、醫(yī)療、消費(fèi)電子、汽車等需要高精度電機(jī)控制領(lǐng)域。

▲ 無(wú)刷直流電鉆系統(tǒng)框圖

GD32F310系列MCU

?Arm Cortex-M4 @72MHz, 支持DSP指令運(yùn)算

?Flash：64KB/32KB/16KB

?SRAM：8KB/6KB/4KB

?高速高精度 12-bit ADCx1@2.86Msps，10通道

?高級(jí)定時(shí)器x1，支持三相PWM互補(bǔ)輸出和死區(qū)管理

?通用定時(shí)器x5

?Flash帶硬件加密保護(hù)

?多種串行通訊方式：I2Cx2, SPIx2, USARTx2

?豐富的封裝類型：TSSOP20/QFN28/ LQFP32/QFN32/LQFP48

?供電電壓：2.6V~3.6V

?工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍：-40℃~+85℃

GD30DR8306系列三相柵極驅(qū)動(dòng)器

?三相無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)

?4.5V-30V供電電壓

?可編程驅(qū)動(dòng)電流，最大1A的拉電流和1.2A的灌電流

?200kHz PWM 輸入控制

?2種PWM 模式 (6x 和 3x)

?內(nèi)置 5V/2A DC-DC 降壓控制器

?集成 5V LDO

因電鉆產(chǎn)品的特殊性，需要硬件在開機(jī)自檢和工作中進(jìn)行監(jiān)控，以確保安全穩(wěn)定工作：

?電壓：規(guī)定工作范圍可靠工作。低壓和高壓進(jìn)行保護(hù)

?電流：采用三級(jí)電流保護(hù)機(jī)制，確保，在各種環(huán)境正常工作

?溫度：大功率器件進(jìn)行監(jiān)控，超過(guò)設(shè)定溫度進(jìn)行保護(hù)

?器件保護(hù)：對(duì)器件損壞，系統(tǒng)檢測(cè)并保護(hù)，避免再損壞其他部件和造成安全隱患

技術(shù)參數(shù)

方案展示