电调和无刷电机怎么搭配（电调有刷跟无刷区别）

本文将向您介绍什么是电调以及您需要了解的有关无刷电机电调的知识。希望对您有所帮助。不要忘记为此网站添加书签。

文章详情介绍：

1.亨利教你如何设计无刷电机驱动器-电调器2.含金量高：从零开始有刷电子调速器教程，带回家一台高压大电流电调

Henry教你设计一个无刷电机驱动器-电调(ESC)

正面3D效果图

反转3D效果图

顶层接线图

内层1接线图

内层2接线图

底部接线图

本设计基于：Windows11操作系统

设计软件：力创EDA，浏览器：Firefo

电调的作用：电调是电子调速器的缩写，英文：ElectronicSpeedControl，缩写为ESC。其作用是控制电机的运行速度。输入直流电源，可外接稳压电源或锂电池。一般由2-6节锂电池供电。输出为三相脉冲直流电，直接连接至电机的三相输入端子。电调还有一条信号线连接到接收器来控制电机的运行。

设计目的：该电调用于无人机。该版本电调不适合量产，仅用于验证。

设计电调电路板所需知识：直流、交流、PWM信号、MOS管工作原理、半桥和全桥驱动器、无刷电机工作原理

设计步骤

1、确定电调使用的软件系统

我选择BLHeliSuite开源ESC系统

开源地址：

根据网络资源可以得知，BLS电调采用的是EFM8BB21F16G-C-QFN20微处理器，该微处理器是来自SILICONLABS的8位微控制器。通过查询datasheet可以发现其采用的是C8051内核以及典型工作电压。3.3V，主频50Mhz，内置16KBFlash，2304byteRAM，封装为QFN20。

MCU结构图

2、深入了解电调工作原理

您可以通过CSDN等技术论坛深入了解电调的工作原理图。

1.控制信号---MCU---栅极驱动器---NMos大功率晶体管---电机

2.反馈电路---MCU

3.电池输入电压---NMos大功率晶体管

4.电池输入电压---降压至5~10V---降压至3.3V

3.芯片选型

栅极驱动器：FD6288Q

NMos大功率三极管：NCE30H14K

降压芯片：UMW78M09、UMWAMS1117-3.3

4.开始设计

1）根据开源软件确定硬件连接并绘制原理图

BLHeliSuite源代码

BLHeliSuite源代码

如上图所示，确定MCUIO的功能，并将信号线连接到栅极驱动器。

主芯片IO引出

门控制器

根据芯片数据手册搭建芯片外围电路

主芯片设计参考图

门控制器典型应用电路

主芯片外围电路

门控制器外围电路

将栅极驱动器连接到mos晶体管

MOS晶体管电路

电池供电接口、滤波和LDO降压

电源电路

至此，所有功能已经实现，原理图设计完成。

2）绘制PCB文件

电调PCB比较特殊，必须同时满足多种条件。

1、电源线可以通过大电流

2、滤波电容的放置

3、电路板体积及尺寸

4、散热

5.用户友好

1.根据我个人的设计思路，首先设计电路板的尺寸和形状

1.1由于6个MOS必须按照3*2排列，因此可以得到电路板的宽度

1.2粗略排列主要元件，得到电路板的长度

电路部分图

2、接下来安排所有原件的位置

2.1将芯片与其外围电路紧密放置，但留有一定的空间，以便于焊接和引出过孔。注意远离高压元件，防止短路。

2.2放置滤波电容）

2.3放置ADC配置电阻

主芯片外围电路

门控制器外围电路

MOSFET外围电路

9V低压差稳压器

3.3V低压差稳压器

滤波电容

更多滤波电容

3、连接电线

3.1连接主电源线

3.2连接信号线

3.3连接LDO电源

信号线

电源铜箔

电源铜箔

4、敷铜

4.1从电源正极到MOS大面积铺铜

4.2其余部分为GND负极镀铜

4.3从电机焊盘到MOS正确敷铜

5、丝印

5.1电源正负极丝印

5.2电机接口丝印

5.3信号输入接口丝印

5.4调试界面丝印

5.5装饰丝印

供电丝印

调试接口

电机连接处丝网印刷

装饰丝网

恭喜您已成功获得电调PCB电路板。可以检查DRC，然后生成板子生产文件，提交给厂家生产。

背部3D模拟

高含金量：从零开始的有刷电子调速器教程，高压大电流电调带回家

您还在使用L9110/L298N吗？您还在为驾驶技术差而苦恼吗？您还在担心7.4V电压不够强大吗？

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另外，作者纯属业余爱好者，文中可能存在疏漏和错误。希望各位读者理解并指正。

下面开始文字

PART1：小菊花妈妈的ESC原理与选材课堂

所谓的有刷电调本质上就是全桥或者H桥。它由四个开关管和中间的电机组成。它的形状像一个H，因此得名。它可以控制流过电机的电流方向，从而控制电机。旋转方向。

借一张图。正常工作时，打开对角线上的两个管子来控制电流的方向，通过pwm控制电流的大小。

可用于模型/风扇/电动工具等，是居家旅行杀人放火的必备神器。

本教程从原理到实物，教你如何制作一款低成本、高性能、实用的高压大电流电调。

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免责声明：所有图片中商家与作者不存在任何利益关系。

1.为了产生mos控制信号，我们需要一个微控制器。

主控采用stm32F030F4，F0核心，无晶振运行48m主频，外设丰富，抗干扰稳定，打死辣鸡就太惨了。两块钱以内包邮就够了。如果有兴趣的话可以购买原装进口的。合计2元

2、有源开关mos管

耐压和额定电流是输出的两倍。在本例中，选择此项。

该参数除了满足电压、电流外，主要取决于导通内阻。在开关频率很低的电调中，主要损耗是传导损耗，开关损耗可以忽略不计。

该管子驱动电压为10V时，内阻仅为6.5毫欧，不算特别小，但考虑到电压和价格，也算不错了。追求大电流的可以选择其他牛管或者多并联几根。

另外，额定电流不能只看结温25度。它是管材制造商在最理想的条件下测得的，就像物理题中的无摩擦小滑块一样。更具信息性的参考是结温100度的数据。合计3元

3.为了服务mos，需要一个驱动程序

因为MOS管的G极需要比S极更高的电压来驱动，所以上管需要比输入电源更高的电压才能导通。本着多做少做的原则，采用了现在成熟的半桥自举驱动芯片。控制死管。

原理是通过电容提供浮动电压来驱动高边MOS。选型主要关注耐压和驱动能力以及是否有内置死区。

这种半桥驱动器主要是便宜，并且内置死区控制，防止上下管穿过。驱动能力为1/1.5a，可以毫无问题地推动单管。

另外，自举电容，即C2，必须是陶瓷电容，不能是电解电容。不知道说明书上为什么要用电解电容。

对于大多数情况，用于自举电容器的16v1ufmlcc就足够了。自举二极管需要肖特基或快恢复，其耐压高于输入电压。如果不讲究的话可以用4148。一共4.5元！

4、其他杂件3元，PCB打样5元5件包邮，每件1元。真正赚钱、做销售，让人们高兴，这确实是一件好事。

一个组件的总成本是8.5元，用一块长江三峡就可以搞定，而且还能找到一个小布丁。

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1、电机驱动方式及能量流向

对于有刷电机，可分为同步续流和非同步续流。电机线圈具有一定的电感。当上管关断时，电感电流不能立即降至零。异步续流时，电感电流将继续流过常开下管和另一侧下管的体二极管。在高电流下，体二极管0.6V的压降是相当大的损耗。如果上管关断时下管导通，则体二极管相当于被一个几毫欧的电阻短路，大大降低了损耗。因此，同步续流可以显着提高效率并减少重负载下的发热。

但同步连续流也会带来一个问题。从正常工作情况来看，H桥和同步整流降压拓扑基本上是同一个意思。在同步整流降压拓扑中，能量可以在两个方向流动。能量的反向流动是同步整流升压。在H桥电路中，表现为当占空比由大变小时，电路会从电机中提取能量，送到输入端，迫使电机减速，这就是常说的再生制动在电动汽车中。

对于像电池这样可以吸收能量作为输入端的理想电压源来说还好，但对于像开关电源这样只能发出能量的非理想电压源来说就存在问题了。当电机惯量比较大时，减小占空比、减速，会在电调的输入端，即开关电源的输出端产生很高的电压，击穿电容等半导体元件。因此，我在代码中的控制程序中添加了一段。上电时，ADC采集输入电压并进行迟滞比较。当输入电压过高时，切换为异步整流，提高效率的同时保护电调和电源。对于输入电池来说，当反向充电电流基本被吸收时，整个过程都工作在同步续流状态下。

另外，驱动MOS管H桥时还有一个需要注意的问题：那就是自举电容的充电时间。从原理图中可以看出，当半桥中点电压低于电源电压时，即下管导通且中点接近0v时，自举电容即可充电。为了维持高侧导通，必须对自举电容器充电。由此可见，占空比无法达到100%。为了保守起见，我的代码将最大占空比设置为95%。

2.逻辑真值问题

看手册可知，对于EG2131，当输入逻辑信号HIN和LIN不同时为“0”和“1”时，驱动器控制输出HO和LO同时为“0”，上下功率管同时关断；当输入逻辑信号HIN和LIN同时为“0”时，驱动器控制输出HO为“0”，上侧截止，LO为“1”，下侧导通；当输入逻辑信号HIN和LIN同时为“1”时，驱动器控制输出HO为“1”时，上侧导通，当LO为“0”时，下侧截止。

由此可以列出控制真值表：

根据这个表，你可以写一个函数，将信号输出到mos驱动程序。

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如电路图所示，缺少倒车按钮、LED指示灯和母线分压器。

接线时首先考虑功率大小，大电流接线时适当开窗堆锡。

母排不能缺少大滤波电容。有钱人可以买一些大容量的MLCC，放在母线上。

G级驱动线不宜太细，去耦电容应靠近IC。

我的PCB设计如下，左边是电源，右边是电机。单片机上的四个孔是swd下载接口，定义为GND3V3DIOCLK

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首先是分配引脚功能并初始化。初始化的粗略工作就交给STM32CUBE吧。两个半桥中的每一个都需要两个pwm信号来控制方向。两个adc分别采集电位器和总线电压，一个引脚输入采集关键信息

配置完adc、dma、clock后，就可以生成工程文件，主要定义四个函数来控制输出状态。

具体代码这里就不分析了，只讲基本的定时器应用。

程序主要实现几个功能：电位器控制电机刹车并惯性调速，电位器上电后不回0不运行，刹车一段时间后允许按键改变方向，并自动过压保护。

基本的使用方法是通电检查电位器的位置。如果不归零，灯就会亮并卡住。检测到回零后，会闪烁三下，熄灭灯，进入正常工作状态。旋转电位器由低到高依次进行制动、滑行、调速。电位器回零并制动一段时间后，按一下按钮，LED会闪烁两次，以切换电机旋转方向。当检测到电源过压时，会自动切换到异步续流并点亮LED。

该功能看起来很复杂，但实际上使用起来很简单。

最后会下载工程文件，需要支持swd的调试器。

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理论上这个东西可以有24v的电压，30a的电流，但是我没有条件去测试。高功率运行可能需要散热器和PCB

只需添加一些细节即可完成。

一侧负载50w时实测pwm波形

希望能给有需要的人一些帮助。关心原理的朋友可以点击文章底部的“了解更多”，在二楼帖子中查找详细信息！

感谢您的观看！

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