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基于STM32的1700W双电机控制器电路设计方案

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简介:
本设计提出了一种基于STM32微处理器的高效能1700W双电机控制系统方案,旨在实现对两个电机的同时精准控制。通过优化硬件电路和软件算法,该系统能够提供高效率、低能耗的动力输出解决方案,适用于各种高性能电动设备。 基于STM32F103 和STGIPS20C60的双电机控制器设计适用于汽车电子行业中的高功率应用。该设备提供了一个完整的解决方案,涵盖无传感器磁场定向控制(FOC)以及数字有源功率因数校正(PFC)。其中的核心组件是STGIPS20C60智能功率模块,它是一个小型低损耗的三相IGBT桥,适用于马达驱动和空调系统。 双电机控制器参数如下: - 额定功率:1300W - 最大功率:1700W 数字PFC部分包括一个单级升压转换器,采用STGW35HF60W或STW38N65M5以及相应的二极管(如STTH15R06D 或 STPSC1206D)来实现。此外还包含交流主电源电流检测、直流母线电压检测等功能,并且具有硬件过流保护和欠压保护机制。 逆变器部分使用了SDIP 25L封装的STGIPS20C60模块,用于驱动第一个电机。该系统具备三相或直流链路电机电流感应能力以及热沉温度测量功能等额外特性。 控制单元则基于STM32F103RCT6微控制器实现双电机和PFC的集中式管理,并通过MC连接器支持第二台电动机功率阶段(兼容STEVAL-IHM021V1、 STEVAL-IHM024V1 或 STEVAL-IHM032V1等插件板)。同时,它还具备SWD编程与调试接口及JTAG编程功能。 其他特性还包括光隔离的UART通信、用户按键、复位按钮和电位器等功能。电源方面则提供+15 V 和 +3.3 V 的供电电压,并且符合RoHS标准要求。 实物图片展示了该控制器的设计原理图,Gerber文件以及设计说明等相关资料。

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客服
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  • STM321700W
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    本设计提出了一种基于STM32微处理器的高效能1700W双电机控制系统方案,旨在实现对两个电机的同时精准控制。通过优化硬件电路和软件算法,该系统能够提供高效率、低能耗的动力输出解决方案,适用于各种高性能电动设备。 基于STM32F103 和STGIPS20C60的双电机控制器设计适用于汽车电子行业中的高功率应用。该设备提供了一个完整的解决方案,涵盖无传感器磁场定向控制(FOC)以及数字有源功率因数校正(PFC)。其中的核心组件是STGIPS20C60智能功率模块,它是一个小型低损耗的三相IGBT桥,适用于马达驱动和空调系统。 双电机控制器参数如下: - 额定功率:1300W - 最大功率:1700W 数字PFC部分包括一个单级升压转换器,采用STGW35HF60W或STW38N65M5以及相应的二极管(如STTH15R06D 或 STPSC1206D)来实现。此外还包含交流主电源电流检测、直流母线电压检测等功能,并且具有硬件过流保护和欠压保护机制。 逆变器部分使用了SDIP 25L封装的STGIPS20C60模块,用于驱动第一个电机。该系统具备三相或直流链路电机电流感应能力以及热沉温度测量功能等额外特性。 控制单元则基于STM32F103RCT6微控制器实现双电机和PFC的集中式管理,并通过MC连接器支持第二台电动机功率阶段(兼容STEVAL-IHM021V1、 STEVAL-IHM024V1 或 STEVAL-IHM032V1等插件板)。同时,它还具备SWD编程与调试接口及JTAG编程功能。 其他特性还包括光隔离的UART通信、用户按键、复位按钮和电位器等功能。电源方面则提供+15 V 和 +3.3 V 的供电电压,并且符合RoHS标准要求。 实物图片展示了该控制器的设计原理图,Gerber文件以及设计说明等相关资料。
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    本简介探讨了一种基于德州仪器(TI) C2000系列微控制器的3.3千瓦车载充电机设计方案,重点介绍了其电路架构与实现细节。 车载充电机(OBC)是新能源汽车中的关键组件之一,其市场规模随着电动汽车市场的发展而迅速扩大。根据相关数据预测,在2016年,该市场的规模约为20亿元人民币;预计到2020年,这一数字将达到77亿元人民币。 本段落将详细讲述基于TI C2000微控制器的3.3KW车载充电机方案的设计思路和技术细节。此参考设计采用C2000系列微控制器(MCU)和LMG3410器件来控制一种交错式连续导通模式(CCM)图腾柱(TTPL)无桥功率因数校正(PFC)电源结构的方法,该拓扑利用了氮化镓(GaN)技术提高了效率,并减少了设备尺寸。设计包括用于提高轻负载条件下性能的切相和自适应死区时间、输入电容补偿方案以及瞬态响应时降低电压尖峰的技术。 C2000 MCU是专门针对实时控制应用优化的一个微控制器系列,其快速精确的模数转换器能够准确测量电流与电压信号;集成比较器子系统(CMPSS)可提供过流和过压保护功能,并且无需额外硬件。经过特别设计的CPU内核可以迅速执行控制循环任务,而三角函数运算则通过片上三角数学单元(TMU)加速完成。 核心技术优势方面,交错式3.3kW单相无桥CCM图腾柱PFC级具备以下特点: - 100kHz脉宽调制(PWM)开关频率; - 提供powerSUITE支持以方便用户定制设计需求; - 配备软件频率响应分析器(SFRA),以便快速测量开环增益; - 拥有PWM软启动功能,可减少TTPL PFC中的零电流峰值现象; - 对于使用驱动程序库的F28004x提供全面的软件支持。 该方案的技术规格包括: - 最高输出功率为3.3KW - 可调节的直流电压输出范围:标称值为380V DC,最大10A电流负载 - 输入交流电压适应性广(从120V到230V) - 总谐波失真(THD)小于2% - 在不同输入条件下均能实现高效率(例如在230-Vrms下峰值效率为98.7%,而在120-Vrms下的峰值效率则超过97.7%)
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    本项目设计了一种基于STM32微控制器的逆变焊机电源数字控制系统,实现了高效、稳定的焊接电源输出,适用于各种工业焊接需求。 前言:将直流电转换成交流的过程称为逆变;实现这种变换的装置叫作逆变器。由嵌入式微处理器控制并为焊接电弧提供能量,并具备各种焊接方法所需性能的逆变器,即为数字化逆变焊机或称数字化弧焊逆变器、 数字化逆变式弧焊电源。目前各类数字化逆变焊机已应用于多种焊接技术中,并逐渐成为更新换代的重要产品。 原理:通常采用三相交流电供电,经整流和滤波后变成直流电,再将其转换成几千到几万赫兹的中频交流电,通过中频变压器降至适合焊接所需的几十伏特交流或直流电压。整个过程借助于DSP、ARM等嵌入式微处理器完成,并具备功能丰富、产品稳定可靠、输出精确度高以及优良的焊接性能等特点。 本设计的优点:电源的发展趋势在于控制器的数字化。当前市场上的大多数数字化产品价格相对较高,而此设计方案则使用TM32系列单片机进行经济型数字化弧焊电源控制器的设计和实现。该控制器采用数字式PI方法对输出电流进行控制,并具备按键操作、液晶显示、过流保护及过热保护等功能。此外还具有良好的扩展性,可以通过修改程序来增强系统的功能。 主电路硬件设计: 1. 控制系统总方案:逆变电源是最新发展的技术之一。其核心思想在于使用电子控制系统以电流电压负反馈闭环控制为基础获得所需的外特性、调节特性和动态特性。输入输出关系为U=q*E/n,其中q=T1/(T1+T2)*100%, U代表电源的输出电压; E是逆变器的直流输入电压,n表示高频变压器的比例系数,而 q 是占空比。由于E和 n 保持不变,通过改变占空比 q 可以调节电源输出电压值。根据上述公式,我们选择定频率调脉宽的方式进行控制。 2. 电路拓扑结构:本设计采用全桥逆变主电路来实现功能需求。其工作原理为:家用交流电经过变压器降压后整流和滤波变成直流电压,并供给由功率MOS管IRF840与高频变压器组成的逆变电源,四个功率管通过控制信号交替导通,在二次侧得到交变的输出电压;随后经二极管整流成直流电并提供给负载使用。 3. MOSFET的选择:作为关键元件之一,对它的设计和选择直接影响到整个焊机的安全性和可靠性。基于输入交流220V降压为15V后经过整流滤波后的最大电压值计算得出额定电流应在8A以内;高频变压器工作频率确定在20kHz时,一次侧与二次侧的匝数比设定为20:8,则可以算出MOSFET的工作参数符合要求。因此选择IRF840作为功率管。 控制系统总体结构设计:通过ARM主控板输出PWM信号后经过光耦隔离减少干扰并增强驱动能力直接控制逆变电路中的IRF840,再经高频变压器降压整流滤波最终向负载供电。该方案使得系统响应速度快且抗干扰能力强。 硬件部分包括: 1. 主电路:由供电、电子功率和整流稳压三大部分组成; 2. 电子控制系统:为逆变主电路提供相应的开关脉冲信号以驱动其正常工作; 3. 反馈给定系统:包含检测、设定及比较放大三个环节,负责最终输出电压电流的监测以及反馈到控制器形成闭环控制。
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    本项目提出了一种基于STM32微控制器的无线DMX控制系统设计方案,旨在通过无线技术实现灯光效果的远程操控与自动化管理。 该项目介绍了一款手持式DMX控制器。该设备能够对采用DMX512协议的灯具以及通过单片机控制的灯具进行地址遍历与节目播放,并支持串行连接方式下的灯光程序执行。此外,这款控制器具备WiFi功能,用户可以通过手机端的应用程序实现远程操控,在不直接接触设备的情况下完成灯具地址设定及节目的切换。 最新版本还引入了RDM(Remote Device Management)协议的支持,使用户能够对兼容此协议的灯具进行管理和接收状态反馈信息。 该手持式控制器的主要特点包括: 1. 可以在同一个端口上无缝转换串行信号和DMX信号,实现同时控制两种类型灯光设备的功能; 2. 用户可以通过手机应用软件远程操作灯具,在不接触硬件的情况下观看效果变化; 3. 输出接口具有工业级别的防静电及抗雷击保护机制; 4. 内置一块2.8寸LCD显示屏,能够根据用户需求实时更新菜单信息; 5. 支持标准RDM协议,并能显示包括制造商名称、电压电流值、温度以及通道工作状态在内的多项参数。 这款控制器整合了多种控制方式和不同类型的灯具地址分配方法,为解决复杂的灯光控制系统提供了一种有效的解决方案。
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