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专业版 基于CW32F030C8T6的无刷直流电机控制系统
简介：该工程项目采用CW32F030C8T6+EG3013+WSF40N10A组成的BLDC驱动电路，分别实现：BLDC的有感开环、有感闭环、无感开环以及无感闭环控制，控制效果优良，适配多种无刷直流电机！
开源协议: GPL 3.0
描述
基于CW32F030C8T6的无刷直流电机
本项目设计三块板子，（为什么我会这么设计：首先，当时主要是不想把芯片集成上去了！希望主控一块板子，以后也可以玩一些外设什么的，不至于焊接到电机板子上去；其次，我最初是打算做CW32F030C8T6的FOC控制的，我的驱动板也做了FOC的一款，还在测试，需要一段时间再分享，最近学校也比较忙，所以一直耽搁着了，后期会努力做完，这次还是先把基本的BLDC六步换向驱动先完成；最后，我的设计思路大家可以参考，也可以将其全部继承上一块板子，都可以的，完全没问题！）
1、主控板：首先主要是USB供电、经过LDO降压成3.3V，为芯片供电，值得注意的是：该芯片是一个宽电压范围的芯片，可以直接供电5V！其次，通过芯片引脚引出了SWD接口和UART接口，方便下载程序和上位机打印数据；最后，板载按键复位电路，添加硬件消抖，保证按键稳定。2、承接板：该电路主要包括：蜂鸣器电路、LED灯电路、OLED显示电路、按键电路、旋钮电位器电路以及2×17P牛头排母座；起到承接主控板和驱动板的作用。3、驱动板：该电路主要包括：电源电路、驱动电路、电流采样电路、霍尔信号电路、反电动势电路、电机接口层电路以及测温层电路；主要起到大功率驱动的作用。
接下来我介绍一下我的硬件部分，软件部分会粘贴部分关键信息，其他请参考UET李芳老师分享的例程！在此，感谢李芳姐姐！！！
硬件部分
选型
电源部分
24VBuck部分
问题1：主电源最低电压是多少？负载电流需要多大？
答：本项目采用57直流无刷电机，其额定电压为：24V(DC)；额定电流为：5.9A；空载电流为：0.8A；额定转速为2500RPM；因此，主电源供电部分需大于等于24V，负载电流要大于0.8×3=2.4A以上，留有阈值，选择负载输出电流3A，降压型电路。
经过上述筛选，我们可以看到，符合条件的有19款，我们按价格升序、选择现货商品。进一步观看IC的相关描述，在考虑价格的基础上，还要考虑是否符合我们的要求。
我这边看到了一款芯龙的Buck芯片，价格也能接受，库存也特别丰富，最主要的是：芯龙是国产芯片！！！不用考虑了，就这款了。
OK，选择好芯片后，进入数据手册读取相关参数。
我们可以知道的是：
输入电压范围是：4.5V-40V。 我们输入是24V，完全满足裕量和要求。输出电压范围是：1.23V-37V。 我们输出是10V-20V，也完全满足裕量和要求。输出电流是：3A。 我们需要的也是2.4A以上的电路，3A完全满足要求。开关频率：150KHz。 还可以，这个速度。
我们从描述中可以知道：
1、输入引脚，需要放置一个合适的大容量电容，去消除输入噪声。2、GND引脚在布局的时候需要考虑到：GND引脚需要放置在肖特基二极管到输出电容地路径的外部，以防止开关电流尖峰感应产生电压噪声。3、反馈电压是：1.23V.4、ON/OFF引脚如果悬空，默认低电平。该引脚低电平则芯片工作，若高电平则芯片不工作。
我们从描述中可以知道：
1、R1采用接近1K欧姆的电阻，使用1%的精度。2、C1和CFF是可选择的，为了提高稳定性、降低供电噪声。CIN和C1必须靠近放置在引脚1和引脚3。3、对于输出电压高于10V的情况，CFF电容是需要的，此时的CFF是作为补偿电容使用，与R2并联使用，其值在100pf到33nf之间。CFF的电容值等于(1/(31×1000×R2))。
综上所述，我们选型参数为：
CIN:容值为180uf，耐压为大于（24×2=48）V；C1：容值为10×10^5pf=1uf，耐压为50V；CFF：容值为1nf，耐压为50V；R1:阻值为1K欧姆，精度为1%；R2：阻值为：（1+R2/R1）*1.23=Vout--->R2等于8.76K欧姆。COUT:容值为180uf，耐压为大于（12×2）=24V；L1：感值为68uH；D1:肖特基二极管采用DSK34。
因此24V将压成12V的整体方案为：
12VBuck部分
考虑到霍尔传感器的工作电压是5V，因此需要将12V再Buck变换成5V。本项目采用首鼎的SD8942，至于为什么选择它，因为我买了好多这个物料，库存很多，不能浪费钱。。。而且这个12V将压成5V的方案我也验证过，没什么问题，最主要的是：肖特基二极管都不需要，外围电路很简单。
我们从描述中可以知道：
1、输入电压范围为：4.5V-16V 我们输入电压是12V，满足要求。2、开关频率600KHz 开关频率速度快。3、输出电流：2A 电机空载电流0.8A，2倍裕量，满足要求。4、不需要肖特基二极管，内部集成 节省成本。5、芯片效率：96% 效率高。6、参考电压：0.6V 方便计算回馈电阻阻值。
典型应用中就给出了一个输出5V/2A的基本电路，我们可以直接采用。没什么比较特殊的，主要是电容耐压高点就好，其他的没什么考虑的。因此，最终电路图如下所示：
因此电源部分已经整体解决完毕。
驱动硬件部分
我们想开环驱动无刷直流电机的话，需要使用到什么功能？
1、供电电源部分：24V供电机；12V供MOS驱动电路；5V供霍尔驱动电路；以及主控芯片的供电2、主控芯片：发送6路PWM信号以及3路霍尔传感器的检测信号；3、MOS驱动电路+三相全桥电路；4、电位器电路，通过旋钮控制速度；5、OLED显示功能电路6、电流采样部分
因此我们不妨从这几个电路进行入手分析，值得注意的是：主控芯片以及供电电源部分我们不再分析，电源在上面已经分析过了，主控芯片则是采用武汉芯源半导体研发的CW32F030C8T6；
MOS驱动电路
我们采用的MOS驱动芯片是EG3013，为什么选择它？你自己看吧：(上次实验室做实验，需要栅极驱动IC，就买了好多个，最后板子做出来焊接完毕后我才发现，李芳姐用的栅极驱动IC竟然也是这颗物料！)
该芯片有一点值得注意的是其真值表如下所示：
HIN LIN HO LO0 0 0 1(上管打开)0 1 0 0(上下管全部关闭)1 0 0 0(上下管全部打开，这种情况该芯片有闭锁功能，不会输出！防止短路)1 1 1 0(下管打开)
该芯片的LIN是一个低电平有效的引脚！在程序中，有一个关于AL、BL、CL打开或关闭的GPIO配置，这里就是相反的逻辑！！！所以各位使用的时候根据自己的IC进行修改即可！
FR107是为了加快开通效率的，用肖特基二极管也可以！但是官方用的FR107，这颗物料我在做动量伦的时候也买了的，所以我就按照官方的做就行了。10uF是升压电容，这个阻值是我问屹晶微电子有限公司的一个技术人员，他告诉我，一般用10uf就足够了！这里建议使用封装为1206的，保证功率！我电路中用的0805，我的物料只有0805了....使用起来没什么问题，我验证过了！最后就是上下MOS的驱动信号了，加上电阻和二极管是为了防止寄生电容和回路电感！！！减小振铃现象。加上一个R组成RLC电路，可以吸收寄生参数；而二极管主要是提供一个续流通道。具体可参考视频：https://b23.tv/9a7pe1Q
三相全桥电路
此处的NMOS选用的是：
我主要是考虑电压和电流要大一点，RDS小一点，防止发热严重。最后就是考虑价格问题。
电流采样电路
型号为：
价格便宜！！！其次其最大能过的电流为：2/0.01=20A！我们平常哪有这么高电压哟，有个5A、6A的对我这种小白而言，就要关闸了！！！哈哈
霍尔接口电路
其中：C14、C15、C16是滤波作用；R3、R4、R5是为了拉高三个霍尔信号引脚，因为120°的霍尔传感器不存在111的情况，也是一种保护作用吧！我这里没选择5Pin的接口端子是因为我只有3P和2P的物料，不想再买了....
以上的电路，足以跑起开环，下面就是闭环的一些保护功能，比如：电流检测、电压保护、温度保护等等。我就不一一解释其工作原理了，这个电路图是李芳老师的书本里面的，书里面描述的更详细，需要的可以在附件进行下载！我就不在这献丑了！我这里就简单展示一下原理图即可，具体如何工作的书中有所描述。
运放电路
这个运放书中一摸一样，具体的放大倍数以及工作原理请参考书籍：无刷直流电机控制应用 基于STM8S系列单片机
值得注意的是：这里面关乎到程序的采样问题，一定要弄明白！我在程序中有写那些数值是如何算出来的！
保护电路
这都是一些闭环时加的保护电路，很简单，相信你可以自己分析。
反电动势检测电路
这个电路关乎到无感驱动电机的时候使用。这个数值也是有讲究的，请将这个电路对比检测母线电压电路，你会发现系数的关系，这个关系需要应用到无感电路中去！
原版详情请参考：立创开源硬件平台：Beauty_Light，在此感谢大佬的硬件电路参考设计！！！
设计图
原理图
（
1
/
）
PCB
（
1
/
）
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BOM
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