
低成本CH32V303有感FOC控制器
简介
使用RISC-V核心的CH32V303设计的低成本有感FOC控制器。电流采集使用CH32V303片上运放搭建差分采样电路,节省了专用运放。
简介:使用RISC-V核心的CH32V303设计的低成本有感FOC控制器。电流采集使用CH32V303片上运放搭建差分采样电路,节省了专用运放。开源协议
:GPL 3.0
描述
1、主控简介
CH32V30x系列是WCH(沁恒微电子)推出的基于32位RISC-V设计的工业级通用微控制器,配备了硬件堆栈区、快速中断入口,在标准RISC-V基础上大大提高了中断响应速度。CH32V303系列搭载V4F内核。加入单精度浮点指令集,扩充堆栈区,具有更高的运算性能,扩展串口UART数量到8组,电机定时器到4组。

- 最高144MHz系统主频
- 支持单周期乘法和硬件除法,支持硬件浮点运算(FPU)
青稞RISC-V通用系列 - 南京沁恒微电子股份有限公司 (wch.cn)
该芯片有较强的处理性能,加较低的成本(x宝5元包邮),RAM与FLASH空间大,假货少,很适合低成本的FOC控制器;
不使用v305/7的原因:305/7添加的高速USB与以太网功能用不到,而且贵了不少;但是代码是基本兼容的
2、项目简介 :
- 电流采集:三相电流采集;使用CH32V303片上运放搭建差分采样电路,节省了专用运放,一路运放用于输出1.65V的基准电压。
- 双电机编码器接口:IIC SPI各一个,可使用不同的编码器,如AS5600、AS5047;尤其可防止32系列同款IIC BUG。
- 操作:多个按键、1个编码器(插接编码器模块,方便炸板后拆走)
- 显示:可搭载1个IIC OLED显示屏
- 供电:支持5~16V供电
3、设计
- 电流采样:由于使用的是片上运放,放大倍率等依靠外部电阻调整,由于电阻阻值较小,即输入阻抗小。因此1.65V参考电压需要运放组成电压跟随器输出。使用三电阻采样原因是剩下一个运放不用白不用。
- 调整放大倍率:放大倍率计算,当R5=R15,R8=R11时,Vo = (R8/R5)*Vi。如图,放大倍率为12.2。因此调整放大倍率调整对应阻值。

- 基准电压:由于采集的电机电流是正弦波,因此需要采集方向相反幅值相同的值;ADC无法做到;在采用1.65V偏置的差分放大电路后,即可将待采样的交流电压映射到0~3.3V的正电压区间。
- 采样电阻:能采集的最大电流为Imax = 1.65/(放大倍率)/(采样电阻)。采样电阻越大调试越简单,实际使用的是50mR。
- 下端采样原理
- MOS管选择:设计时仅使用TO-252封装,可选MOS很多,实际使用NCE3080,成本很低。
- 下载与调试 :必须使用WCH的调试器:WCHLINK、WCHLINK-E等。(x宝包邮10块,E版本速度更快18块;均支持DAPLink,支持调试ARM单片机,如STM32)
- 当前项目为上一版本优化而来,由于改动较小所以本版本未验证,有新版本正在设置与验证。
4、软件
使用FREERTOS,并参考了dgm项目
只做了电流环,不想搞了;就当抛砖引玉了。
设计图
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暂无BOM
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