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適用于無人機(jī)ESC的無傳感器高速 FOC的方案

芯片公司：德州儀器（TI）

發(fā)布時(shí)間：2018-07-30

方案介紹

ESC 模塊是非軍用無人機(jī)中非常重要的子系統(tǒng)，用戶需要更高效的機(jī)型，以實(shí)現(xiàn)更長的飛行時(shí)間、更好的動(dòng)態(tài)行為和更加平順、穩(wěn)定的性能。這一設(shè)計(jì)采用了普遍用于無人飛行器 (UAV) 或無人機(jī)的電子調(diào)速器 (ESC)。

速度控制通過無傳感器的方式完成，使用 FOC 速度控制對(duì)電機(jī)進(jìn)行了測試，高達(dá) 1.2kHz 電氣頻率（12kRPM，6 極對(duì)電機(jī)）。我們的無人機(jī) ESC 高速無傳感器 FOC 參考設(shè)計(jì)擁有一流的 FOC 算法實(shí)施，可實(shí)現(xiàn)更長的飛行時(shí)間、更佳的動(dòng)態(tài)性能，且具有更高的集成度，因此電路板尺寸更小，BOM 組件更少。無傳感器高速 FOC 控制使用 TI 的 FAST? 軟件觀測器，利用了 InstaSPIN-Motion? C2000? LaunchPad 和 DRV8305 BoosterPack。

應(yīng)用范圍

無人機(jī)和 UAV

高速電機(jī)

電池供電的電動(dòng)工具

特色

InstaSPIN-FOC? 無傳感器 FOC 可實(shí)現(xiàn)最高的動(dòng)態(tài)性能；

使用三節(jié)鋰聚合物電池在高達(dá) 12,000 RPM 轉(zhuǎn)速下進(jìn)行了測試；

高動(dòng)態(tài)性能：在不到 0.2s 的時(shí)間內(nèi)將轉(zhuǎn)速從 1kRPM 提高到 10kRPM（電氣頻率 100Hz 至 1kHz），從而實(shí)現(xiàn)高性能偏轉(zhuǎn)和俯仰動(dòng)作；

適于完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作的快速翻轉(zhuǎn)能力；

通過阻塞換向提高 FOC 效率，因此可實(shí)現(xiàn)更長的飛行時(shí)間；

更高的 PWM 開關(guān)頻率（經(jīng)測試高達(dá) 60kHz），可針對(duì)低電感高速電機(jī)降低電流/扭矩紋波，并且可以避免干擾超聲波傳感器；

靈活的功率級(jí)支持兩節(jié)到六節(jié)鋰聚合物電池；

由于 InstaSPIN-FOC 的自動(dòng)電機(jī)參數(shù)識(shí)別：自動(dòng)調(diào) 優(yōu)無傳感器 FOC 解決方案，因此可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間；

根據(jù)繞組電阻變化進(jìn)行電機(jī)溫度估算，從而保護(hù)電機(jī)在臨時(shí)過載情況下免受損壞。

系統(tǒng)方塊圖

ECS模塊方塊圖.png

ESC模塊方塊圖

無人機(jī)系統(tǒng)方塊圖.png

無人機(jī)系統(tǒng)方塊圖

核心器件

圖片	數(shù)據(jù)手冊(cè)	商品名稱	產(chǎn)品型號(hào)	產(chǎn)品描述	品牌	單機(jī)用量	價(jià)格	操作
		MOSFETs	CSD18540Q5B	MOS管 N-Channel VDS=60V VGS=±20V ID=100A RDS(ON)=2.2mΩ@10V	TI	1	9.9951 1+ 22.5368 10+ 16.3926 100+ 11.9372 500+ 9.9951	在線訂購
		電機(jī)驅(qū)動(dòng)器及控制器	DRV83053PHPR	DRV8305 具有電流分流放大器和 SPI 的最大 45V 三相智能柵極驅(qū)動(dòng)器	TI	1	25.3810 1+ 42.0613 10+ 37.7522 25+ 35.6920 100+ 29.3468 250+ 26.3328 500+ 25.3810	在線訂購
		電源管理芯片（PMIC）	LMR16006YDDCT	LMR16006 具有低 Iq 的 SIMPLE SWITCHER® 4V 至 60V、600mA 降壓穩(wěn)壓器	TI	1		在線訂購
	--	微控制器	TMS320F28068MPNT	C28x C2000? C28x Piccolo? Microcontroller IC 32-Bit 90MHz 256KB (128K x 16) FLASH 80-LQFP (12x12)	TI	1	112.3299 119+ 112.3299	在線訂購
		其它微處理器	TMS320F28069MPNT	TMS320F28069M 具有 90MHz 頻率、FPU、VCU、CLA、256KB 閃存、InstaSPIN-MOTION 的 C2000? MCU	TI	1	137.5685 1+ 210.2842 10+ 168.7604 25+ 158.3937 119+ 145.8578 357+ 139.8052 595+ 137.5685	在線訂購
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成功案例

PCB

下圖分別顯示了LaunchPad和BoosterPack PCB的頂部和底部圖片。

企業(yè)微信截圖_20180801134329.png

完整系統(tǒng)電路板圖片(頂視圖)

企業(yè)微信截圖_20180801134329.png

LaunchPad電路板圖片(頂視圖)

提供的服務(wù)

PCB定制自營工廠，可生產(chǎn)1-12層高多層板及HDI板（1-2階、盲埋孔），支持打樣及批量；打樣廠產(chǎn)能2萬㎡/月，量產(chǎn)廠占地205畝、一期設(shè)計(jì)產(chǎn)能12萬㎡/月；已通過16949汽車行業(yè)認(rèn)證。

SMT加工14條SMT生產(chǎn)線，配置進(jìn)口高端高速貼片機(jī)，支持雙面全貼、DIP插件焊接、BGA等特殊貼裝；可代開鋼網(wǎng)、可代購物料、可接受客供料，專業(yè)管理，一站解決。

方案定制: 需求項(xiàng)目：; 需求描述：; *需求時(shí)間：

聯(lián)系人信息: *聯(lián)系人：; *手機(jī)：; 公司全稱：; 職位：; 郵箱：

方案咨詢

聯(lián)系人：劉子維

聯(lián)系電話： 18569544227

微信號(hào)： HQSC666_

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應(yīng)用手冊(cè)：	TI Designs適用于無人機(jī) ESC 的高速無傳感器 FOC 參考設(shè)計(jì).pdf
符號(hào)和封裝：	封裝.pdf
BOM List：	bom.pdf
電路圖：	無人機(jī).pdf

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適用于無人機(jī)ESC的無傳感器高速 FOC的方案

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