無(wú)線吸塵器與傳統(tǒng)吸塵器最明顯的區(qū)別就是拋棄電源線,不用拖長(zhǎng)電源線就可以做家務(wù),繞線的麻煩也不復(fù)存在,也不考慮需要更換插座來(lái)清潔地方,其工作原理與有線吸塵器相同,區(qū)別在于無(wú)線吸塵器機(jī)身內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)電機(jī),通過(guò)充電來(lái)維持機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn),打開(kāi)吸塵器開(kāi)關(guān)后即可工作。
無(wú)線吸塵器最突出的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有電源線限制,它可以在任何地方使用,其清潔范圍幾乎是無(wú)限的,它的機(jī)身很輕,重量小,即使是單手操作,做家務(wù)也不容易累;存儲(chǔ)面積不大,可以隨意擺放,同時(shí)無(wú)線吸塵器使用噪音少,不用擔(dān)心噪音給家里其他人。
但是,由于無(wú)線吸塵器是鋰電池供電,如果你連續(xù)清潔超過(guò)30分鐘,你可能需要等待吸塵器充電和儲(chǔ)存能量。因此,無(wú)線吸塵器控制板的工作效率越高,連續(xù)清潔的時(shí)間就越久。不斷提高無(wú)線吸塵器變頻板的效率,也是電機(jī)控制工程師近期的一個(gè)熱點(diǎn)研究方向。
方案概述
本方案使用GD32E230K8T6作為主控芯片,利用該芯片內(nèi)置的多通道高速比較器比較電機(jī)反電動(dòng)勢(shì)的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)吸塵器電機(jī)的無(wú)傳感器方波驅(qū)動(dòng)。本示例方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,吸力強(qiáng)勁,帶載實(shí)測(cè)效率超過(guò)50%。MCU使用簡(jiǎn)單,內(nèi)置12bits@2MSPS高速高精度SAR ADC,高級(jí)定時(shí)器可直接產(chǎn)生6路互補(bǔ)死區(qū)可調(diào)PWM,集成高速硬件比較器,芯片內(nèi)部溫度檢測(cè)功能,可以實(shí)現(xiàn)PMSM和BLDC電機(jī)的方波控制以及正波控制;芯片滿足工業(yè)級(jí)的工作溫度和ESD、EMI標(biāo)準(zhǔn)。
變頻板主要規(guī)格參數(shù):
120度無(wú)傳感器方波驅(qū)動(dòng)
頻率注入法檢測(cè)初始位置啟動(dòng)
使用內(nèi)置多通道高速比較器檢測(cè)高速換相
使用較少的外圍器件實(shí)現(xiàn)了優(yōu)異的控制效果
轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制
電機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)100000rpm(空載)
24V供電,額定功率350W
定轉(zhuǎn)速或恒功率運(yùn)行
帶負(fù)載工作效率在50%以上
硬件過(guò)流保護(hù)功能
堵轉(zhuǎn)自動(dòng)檢測(cè)和保護(hù)
BLDC電機(jī)參數(shù)
本Demo板配套使用雙極吸塵器電機(jī)規(guī)格如下:
型號(hào) | 64XC216-085D |
極數(shù) | 2極 |
額定電壓 | DC 21.6V |
空載轉(zhuǎn)速 | 100000RPM |
額定功率 | 350W |
系統(tǒng)框圖和主控MCU電路介紹
MCU采用GD32E230K8T6芯片,它使用的是Arm最新的Cortex-M23內(nèi)核,主頻高達(dá)72MHz,配備了64KB的嵌入式閃存及8KB的SRAM,配合內(nèi)置的硬件乘法器、除法器和加速單元,在最高主頻下的工作性能可達(dá)55DMIPS, CoreMark測(cè)試可達(dá)154分。同主頻下的代碼執(zhí)行效率相比市場(chǎng)同類(lèi)Cortex-M0產(chǎn)品提高40%,相比Cortex-M0 產(chǎn)品也提高30%以上。同時(shí)提供了1個(gè)支持三相脈寬調(diào)制PWM輸出和霍爾采集接口的16位高級(jí)定時(shí)器和多達(dá)5個(gè)的16位通用定時(shí)器、1個(gè)16位基本定時(shí)器,1個(gè)高速軌到軌輸入/輸出模擬電壓比較器,1個(gè)12位2.6M SPS采樣率的高性能ADC。適合各種電機(jī)控制應(yīng)用。
GD32E230系列MCU主要規(guī)格:
Cortex-M23@72Mhz, 55 MIPS的處理性能;
Flash:64KB/32KB/16KB;
SRAM:8KB/6KB/4KB;
高速高精度ADC, 12Bits ADCx1@2.6Msps,10通道;
高級(jí)定時(shí)器x1,可產(chǎn)生6路死區(qū)可調(diào)的互補(bǔ)PWM輸出。通用定時(shí)器x5;
Flash帶硬件加密保護(hù);
多種串行通訊方式:I2C x2, SPI x2, UART x2;
豐富的封裝類(lèi)型:TSSOP20/ LGA20/QFN28/ QFN32/ LQFP32/ LQFP48
供電電壓:1.8V~3.6V
工業(yè)級(jí)的工作溫度范圍:-40℃~ 85℃;
工業(yè)級(jí)的ESD特性:6000 Volt
GD32E230系列變頻板正面圖片
整機(jī)展示
更多內(nèi)容
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