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菜鸟小师妹对着无刷电机一脸迷茫,老王神秘兮兮的递过来一颗芯片......

大家好,我是刚加入芯片之家研发部的小美。

我的第一个任务就是负责一个新的无刷电机项目。当我看到堆满桌子的各种分立元件、MCU、驱动IC、运放 、LDO、MOS时,头都大了。硬件电路板画得密密麻麻,软件调试更加抓狂。

就在我一筹莫展之际,我的导师,人称“硬件魔法”的老王,神秘兮兮的递给我一颗芯片……

“小美啊,别忙活了,尝尝这个——CH32M030G8R7。”老王笑着说道。

我一看,板子很精致,心里嘀嘀咕咕:这么小的东西能搞定我的“巨无霸”方案吗?

老王看穿了我的逻辑:“别小看它,这颗‘芯’里大有乾坤。”

硬件的“断舍离”

1、告别外置预驱

“高低边驱动IC不仅占地方,而且成本也不低。”老王解释道。

CH32M030G8R7最让我惊喜的一点,就是它内部集成4个双N型MOSFET半桥驱动器,4对高侧/低侧MV引脚,内置低压降自举二极管,外部只需要电容。

这意味着可以直接省掉外部庞大的预驱IC,省下宝贵的PCB空间。只需要挑选合适的外部MOS管就行了,PCB布局一下马上就明白。

2、内置运放与比较器

电机控制的灵魂需要精确的电流采样和反馈。之前的方案需要额外的精密运放电路,布线灵敏,易引入噪声。

这颗芯片彻底解决了我的痛点。它内置了4路OPA运放和3路比较器,可组成2组差分输入电流采样ISP1及ISP2,快速实现电流和电压信号的采集。

电控PCB空间又省下一大截。

3、电源一步到位

“还有供电部分,”老王补充道,“项目要求输入电压最高24V。”

这颗芯片还集成了28V高压LDO稳压器。正常我需要额外的DCDC降压电路,但现在直接将高压输入接到芯片的特定引脚,就可以稳定输出核心电压。整个电源模块的设计,也从一个复杂的布局,简化成几个贴片电容搞定。

最终,新的PCB设计只用了不到一半的面积!可以说整个方案除了MCU与MOS,就只剩下阻容了,BOM成本大幅下降!

软件的“丝滑”体验

硬件搞定,该软件调试了。我原来以为内置了这么多模拟和驱动模块,软件配置一定复杂得像天书。

沁恒的CH32M030 MCU是基于自研青稞RISC-V架构的,主频72MHz,性能足够跑FOC算法。最重要的是,提供了指导性的参考示例。

1、配置内置PWM高级定时器

用于生成准确的PWM波形,并且高级定时器adc触发源丰富,方便触发adc采样。

高级定时器拥有非对称PWM功能,方便单电阻方案实现。

2、利用内置的ADC和运放

SDK里有现成的驱动库,几行代码就实现了电流和电压信号的快速采集。

3、结合沁恒提供的例程

基于官方的无刷电机例程框架,我很快就跑通了基础的六步向(梯形波)算法。

学习几天FOC也可以很快跑通。

调试过程出奇地顺利。之前那些需要跨多个芯片协调工作的方案,现在都在CH32M030G8R7内部轻松搞定。RISC-V架构的开发环境MRS也很简单,上手无压力。

另外,CH32M030还内置USB PHY和PD PHY,支持PDUSB,提供USB Host主机和USB Device设备功能、Type-C快充功能、BC1.2及DCP/CDP等多种高压充电协议,做快充头供电的无刷电机方案会更加友好。

结语:菜鸟的逆袭与未来的展望

短短一周,我的无刷电机就在新方案的驱动下平稳、安静地运转起来了!从一个复杂的“电路杂烩”到一个简洁的“一体化”设计,我深刻地体会到了沁恒微CH32M030G8R7带来的改变,省空间、省成本、更省开发时间。

对于想要快速实现无刷电机控制的工程师来说,尤其是像我一样刚入行的小白,这颗芯片简直就是神器。它把最复杂的外围模拟电路和驱动部分都集成好了,让工程师更专注于电机控制算法本身,而不是硬件的“搭积木”。

Demo视频演示

http://www.cnnetsun.cn/news/98306.html

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