【经验】晟矽微电子32位单片机MS32F031如何应用于电机工具

时间： 2022-11-30 来源：晟矽微电公众号

技术问答

本文将介绍晟矽微电子 32位单片机 MS32F031在电机工具上的运行，希望可以给各位工程师作参考。

1.电动工具硬件介绍

电源管理

通过调速开关自上电，上电保持功能，低功耗模式。两路 LDO 供电，12V 输出给栅极驱动部分供电；5V 芯片供电。

芯片外设资源情况

芯片内置运放，直接通过内置运放采样电流。集成 2 路比较器，比较器 1 做反电势采样过零点比较；比较器 2 做硬件过流刹车信号输出。BLDC 支持比较器模式，三路 ADC 采样模式，单路 ADC 反电势采样模式。

调速开关

VR 调速开关线性调速，支持正反转控制，照明灯。支持 MOS 管 NTC 温度保护，母线电压采集，电压保护。

三相逆变桥

采用6路N管三相逆变桥，外置3路三栅极驱动，直流母线电流采样。

反电势采样

三路反电势 ADC 采样，外置虚拟中性点，支持比较器模式，支持单路反电势虚拟中性点采样。

2.反电势采样及计算原理

优势：

单一通道采样，节省 ADC 通道资源
支持小占空比采样

虚拟中性点分压反电势计算

虚拟中性点分压反电势最小值：

虚拟中性点分压反电势最大值：

根据硬件参数预先算好常量，节省代码运算量。反电势过零点中间值根据硬件参数，可以适当微调，保证电机运行后反电势尽可能对称即可。

ADC电流采样

采用 TIMER1 更新事件触发电流采样，DMA 通道数据传输。ADC 通道顺序反相采集，优先采样电流。

3.基于TIMER2 提取有效过零信号

TIMER2 外设基本配置

采用 32 位定时器 2，向上计数模式，预分频成 1us 计数周期。开启溢出中断，通道 1、通道 2 中断。

有效提取过零信号

在检测到过零点信号后，屏蔽过零点检测，设置过零点屏蔽时间 T1。

延时换向：在检测到过零点信号后，通过定时器 2，读取前一刻过零点到当前过零点的计数值；并设定延迟换向时间 T2。

4.启动过程主要参数调试

脉冲注入原理

线圈电感受转子位置和绕组电流的影响。

基于定子铁心的磁饱和原理，转子从永磁体对带铁心的线圈绕组有增磁和去磁作用；当转子 N 极靠近绕组线圈时，绕组线圈电感变小，当 N 极距绕组线圈 ±90° 电角度时，电感增大。

设置恰当的脉冲宽度，获取电流峰值，判定转子位置。

定义启动初始扇区时间

根据电机负载情况，设置合理的启动时间参数。

5.电机运行参数补偿

过零点检测阈值补偿

根据电机转速，合理设置过零点检测阈值补偿，转速越高提前量越大。根据电机转速、负载状况设定超前角，转速越高、负载越大，超前角越大。

超前角设定

6.程序主要框架

关键中断函数

主要任务时基扫描

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