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設計與開發
參考設計

TIDA-00916

適用於無人機 ESC 的無感測器高速 FOC 參考設計

設計檔案

TIDA-00916

設計檔案

概覽

ESC 模組是非軍事無人機和使用者的重要子系統，需要更有效率的模型來提供更長的飛行時間和更高的動態行為，以及更流暢、更穩定的性能。此設計實作了常用於無人機 (UAV) 的電子速度控制器 (ESC)。

速度控制是在無感測器的情況下完成，並且馬達已使用 FOC 速度控制進行測試，電氣頻率高達 1.2kHz（12kRPM 配備 6 極對馬達）。我們適用於無人機 ESC 的高速無感測器 FOC 參考設計可提供同級最佳的 FOC 演算法實作，以實現更長的飛行時間、更佳的動態性能和更高的整合度，進而縮小電路板尺寸並減少 BOM 元件。使用 TI 的 FAST™ 軟體觀測器，採用 InstaSPIN-Motion™ C2000™ LaunchPad 和 DRV8305 BoosterPack 進行無感測器高速 FOC 控制。

特點
  • InstaSPIN-FOC™ 無感測器 FOC 可實現最高動態性能。使用 3 LiPo 單元測試的速度高達 12,000 RPM
  • 高動態性能：速度在 <0.2s 的時間裡從 1kRPM 提升 10kRPM（電子頻率 100Hz 至 1kHz），可提供高性能偏航和節距移動
  • 快速反轉功能，用於滾動移動
  • 由於 FOC 透過區塊整流實現效率提升，因此飛行時間得以延長
  • 更高的 PWM 切換頻率，經測試最高可達 60kHz，可利用低電感/高速馬達降低電流/扭矩漣波，並避免干擾超音波感測器
  • InstaSPIN-FOC 的自動馬達參數識別功能可縮短上市時間：自動調整無感測器 FOC 解決方案
  • 透過監測繞組電阻的變化來估計馬達溫度，以保護馬達在暫時過載的情況下免受損壞
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設計檔案與產品

設計檔案

下載立即可用的系統檔案以加速您的設計流程。

download 設計指南 — TIDA-00916
TIDUCF1.PDF (1674 KB)

參考設計概觀與已驗證的性能測試資料

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00916
TIDRP39.ZIP (442 KB)

設計元件、參考指示項與製造商/零件編號的完整清單

download Schematic — TIDA-00916
TIDRP38.ZIP (291 KB)

設計佈線圖與元件的詳細電路圖

產品

設計與潛在替代方案中包括 TI 產品。

汽車車身和照明 MCU

TMS320F28069M-Q1 — 具 90 MHz、FPU、VCU、CLA、256 KB 快閃記憶體、InstaSPIN-MOTION 的車用 C2000 ™ 32 位元 MCU

產品規格表: PDF | HTML
DC/DC 轉換器

LMR16006 — 具低 IQ 的 SIMPLE SWITCHER® 4V 至 60V、600mA 降壓穩壓器

產品規格表: PDF | HTML
BLDC 驅動器

DRV8305 — 具電流分流放大器 & SPI 的 45-V 最大 3 相智慧型閘極驅動器

產品規格表: PDF | HTML
即時數位電源 MCU

TMS320F28069M — 具 90 MHz、FPU、VCU、CLA、256 KB 快閃記憶體、InstaSPIN-MOTION 的 C2000 ™ 32 位元 MCU

產品規格表: PDF | HTML
MOSFET

CSD18540Q5B — 60-V、N 通道 NexFET™ 功率 MOSFET、單 SON 5 mm x 6 mm、2.2 mOhm

產品規格表: PDF | HTML
即時數位電源 MCU

TMS320F28068M — 具 90 MHz、FPU、VCU、256 KB 快閃記憶體、InstaSPIN-MOTION 的 C2000 ™ 32 位元 MCU

產品規格表: PDF | HTML

開始開發

硬體開發

開發板

BOOSTXL-DRV8305EVM — DRV8305N 3-Phase Motor Drive BoosterPack Evaluation Module

ESC 模組是非軍事無人機和使用者的重要子系統，需要更有效率的模型來提供更長的飛行時間和更高的動態行為，以及更流暢、更穩定的性能。此設計實作了常用於無人機 (UAV) 的電子速度控制器 (ESC)。

速度控制是在無感測器的情況下完成，並且馬達已使用 FOC 速度控制進行測試，電氣頻率高達 1.2kHz（12kRPM 配備 6 極對馬達）。我們適用於無人機 ESC 的高速無感測器 FOC 參考設計可提供同級最佳的 FOC 演算法實作，以實現更長的飛行時間、更佳的動態性能和更高的整合度，進而縮小電路板尺寸並減少 BOM 元件。使用 TI 的 FAST™ 軟體觀測器，採用 (...)

EVM使用指南: PDF
支援產品和硬體

支援產品和硬體

硬體開發
參考設計
TIDA-00916 — 適用於無人機 ESC 的無感測器高速 FOC 參考設計
開發板
LAUNCHXL-F28027F — C2000 Piccolo MCU F28027F LaunchPad™ 開發套件
有庫存
限制：
TI.com 上缺貨
TI.com 無法提供

BOOSTXL-DRV8305EVM — DRV8305N 3-Phase Motor Drive BoosterPack Evaluation Module

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參考設計
TIDA-00916 — 適用於無人機 ESC 的無感測器高速 FOC 參考設計
開發板
LAUNCHXL-F28027F — C2000 Piccolo MCU F28027F LaunchPad™ 開發套件
開發板

LAUNCHXL-F28069M — InstaSPIN-MOTION (and InstaSPIN-FOC) enabled C2000 Piccolo LaunchPad

ESC 模組是非軍事無人機和使用者的重要子系統，需要更有效率的模型來提供更長的飛行時間和更高的動態行為，以及更流暢、更穩定的性能。此設計實作了常用於無人機 (UAV) 的電子速度控制器 (ESC)。

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支援產品和硬體

支援產品和硬體

硬體開發
參考設計
TIDA-00202 — HIPERFACE 位置編碼器介面參考設計 TIDA-00210 — 適用於雙極步進驅動的 75V/10A 受保護全橋式功率級參考設計 TIDA-00365 — 適用於有刷 DC 驅動器的 75V/10A 受保護全橋式功率級參考設計 TIDA-00909 — 適用於高速驅動應用的 48V/10A 高頻 PWM 三相 GaN 逆變器參考設計 TIDA-00913 — 具有基於分流直列式馬達相電流感測功能的 48V 三相逆變器參考設計 TIDA-00916 — 適用於無人機 ESC 的無感測器高速 FOC 參考設計 TIDA-01527 — 具有 C2000™ 微處理器和 ±0.1° 準確度的離散式解析器前端參考設計 TIDA-01636 — 輸電軌道雜訊分析器參考設計
有庫存
限制：
TI.com 上缺貨
TI.com 無法提供

LAUNCHXL-F28069M — InstaSPIN-MOTION (and InstaSPIN-FOC) enabled C2000 Piccolo LaunchPad

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適用 TI 的評估品項標準條款與條件。

技術文件

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* 設計指南 High-Speed Sensorless-FOC Reference Design for Drone ESCs 2016/12/8

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