【应用】主控芯片采用16位DSP ADM16F03A的电钻控制板方案，集成LDO和6NMOS预驱模块
电钻是依靠电磁旋转式或电磁往复式小容量电动机的电机转子做磁场切割做功运转，通过传动机构驱动作业装置，带动齿轮加大钻头的动力，从而使钻头刮削物体表面，以实现打孔、开槽、打磨等效果的重要工具之一。近年来，配备锂电池和无刷电机的便携式电钻以其分量轻、扭力大、不受电源限制等优点迅速占据大量电钻市场份额，进芯电子可提供基于该公司ADM16F03A DSP作为主控芯片的高性价比电钻控制板方案。
一、ADM16F03A简介
ADM16F03A是面向无刷电机控制的16位DSP改进型，集成LDO和6NMOS预驱模块，搭载100M主频16位DSP处理核+加速运算单元，事件管理器，SPI和SCI模块，12位ADC，并集成运算放大器、电压比较器；可构成控制核心，支持有感、无感、方波、弦波等多模式无刷电机控制。下表是ADM16F03A电机控制方面的资源简介。
表一 ADM16F03A电机控制相关资源
同时，ADM16F03A具有17个通用I/O管脚，基本能满足大部分方案应用层需要，集成三相高、低侧半桥驱动电路，栅极驱动电路高侧最高浮动绝对电压达到45V,驱动能力IO+/IO-:+1.2A/-2.0A at VCC=15V,VBS=15V。ADM16F03A支持JTAG在线仿真，支持串口SCI方式的最低仅需四线的快速烧录模式。以下为ADM16F03A芯片引脚定义排布图
二、ADM16F03A应用优势
ADM16F03A是一款高度集成的高性能BLDC/PMSM控制器，封装为LQFP48_7×7×05P，用户在设计电机控制系统时可实现最优的性价比，ADM16F03A内部集成了6路NMOSPre-Driver，运算放大器，PGA，比较器，高速ADC,SCI,SPI等模块。同时，采用高性能16位CPU,内嵌32Kx16位Flash,最高工作频率为100MHZ，可满足高性能无刷电机控制的应用要求，并简化系统硬件成本。适用于BLDC/PMSM电机方波、SVPWM/SPWM、FOC驱动控制。
应用场景
三相BLDC/PMSM电机控制
低压电动工具、园林工具、角磨
低压水泵
低压风扇、风机、低压吸尘器
电动自行车
ADM16F03A电机控制方案典型应用图如上图所示，只需要添加DCDC/LDO辅助电源和少量的外围器件，即可实现BLDC/PMSM等电机的有感/无感、方波/FOC控制，能有效简化硬件设计及降低BOM成本。
三、方案描述
本电钻方案依照实际装配需要设计有两种板型，分别为缺角方形板（下称方形板）和缺角条形板（下称条形板），其中方形板采样20V供电系统，条形板可适用与12V、16V、20V供电系统。电机电转速范围为200~23000rpm，条形板还配备有3个LED电量显示灯。
产品参数
●可兼容12V、16V、20V供电电机
●电机转速范围：0～23000转/分钟
●最大扭矩：40N.m
●多种保护措施：过流保护、反转保护、短路保护、过压保护、欠压保护、堵转保护、电池过温保护、MOS管过温保护等。
本方案使用无感方波算法，通过按钮触发持续供电，ADC采样按钮按压力度输出相应占空比的PWM波控制电机转动，同时ADC还采样电机的反电动势控制电机正常运行。除电机控制外，ADC还对运行过程中的其他电流、电压进行监控，并通过状态灯显示出当前状态。启动平稳输出转矩大，可通过开关自由切换旋转方向，松开按钮后立刻停止转动，配有照明LED和4S的延时关电功能，方便在光线较弱的环境中检查打孔效果。
各档位电机相电压波形
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