TIDA-00916

适用于无人机 ESC 的无传感器高速 FOC 参考设计

TIDA-00916

设计文件

概述

ESC 模块是非军用无人机中非常重要的子系统,用户需要更高效的机型,以实现更长的飞行时间、更好的动态行为和更加平顺、稳定的性能。这一设计采用了普遍用于无人飞行器 (UAV) 或无人机的电子调速器 (ESC)。

速度控制通过无传感器的方式完成,使用 FOC 速度控制对电机进行了测试,高达 1.2kHz 电气频率(12kRPM,6 极对电机)。我们的无人机 ESC 高速无传感器 FOC 参考设计拥有一流的 FOC 算法实施,可实现更长的飞行时间、更佳的动态性能,且具有更高的集成度,因此电路板尺寸更小,BOM 组件更少。无传感器高速 FOC 控制使用 TI 的 FAST™ 软件观测器,利用了 InstaSPIN-Motion™ C2000™ LaunchPad 和 DRV8305 BoosterPack。

特性
  • InstaSPIN-FOC™ 无传感器 FOC 可实现更高的动态性能。经测试高达 12,000 RPM(使用 3 节锂聚合物电池)
  • 高动态性能:在不到 0.2 s 的时间内达到 1 kRPM 到 10 kRPM(电气频率 100Hz 至 1kHz)转速,可实现高性能偏转和俯仰动作
  • 适于完成翻转动作的快速翻转能力
  • 由于块交换上更高的 FOC 效率,可实现更长的飞行时间
  • 更高的 PWM 开关频率(经测试高达 60kHz),可针对低电感高速电机降低电流/扭矩纹波,并且可以避免超声波传感器
  • 由于 InstaSPIN-FOC 的自动电机参数识别,缩短了上市时间:自动调优无传感器 FOC 解决方案
  • 针对绕组电阻变化进行电机温度估算,以保护电机在临时过载情况下免受损坏

我们开发的全面组装电路板仅用于测试和性能验证,不可用于销售。

设计文件和产品

设计文件

下载现成的系统文件,加快您的设计过程。

ZHCU503.PDF (1868 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

TIDRP38.ZIP (291 K)

设计布局和元件的详细原理图

TIDRP39.ZIP (442 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

C2000 实时微控制器

TMS320F28068M具有 90MHz 频率、FPU、VCU、256KB 闪存、InstaSPIN-MOTION 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28069M具有 90MHz 频率、FPU、VCU、CLA、256KB 闪存、InstaSPIN-MOTION 的 C2000™ 32 位 MCU

数据表 document-pdfAcrobat PDF open-in-new HTML
C2000 实时微控制器

TMS320F28069M-Q1具有 90MHz 频率、FPU、VCU、CLA、256KB 闪存、InstaSPIN-MOTION 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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N 沟道 MOSFET

CSD18540Q5B采用 5mm x 6mm SON 封装的单路、2.2mΩ、60V、N 沟道 NexFET™ 功率 MOSFET

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无刷直流 (BLDC) 电机驱动器

DRV8305具有电流分流放大器和 SPI 的最大 45V 三相智能栅极驱动器

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降压转换器(集成开关)

LMR16006具有低 Iq 的 SIMPLE SWITCHER® 4V 至 60V、600mA 降压稳压器

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技术文档

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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 适用于无人机 ESC 的高速无传感器 FOC 参考设计 下载英文版本 2018年 6月 11日
更多文献资料 Solving drone makers’ design challenges 2017年 7月 27日

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