關(guān)于英飛凌的電機(jī)控制方案的分析和介紹

最近街面上常見(jiàn)平衡車的影子，連小區(qū)里的潮大媽都踩上了平衡車去買菜。只靠一兩個(gè)輪子就能在小巷里閃轉(zhuǎn)騰挪來(lái)去自如的平衡車在市場(chǎng)上接受度越來(lái)越高，你是否也正在想著進(jìn)入這一方興未艾的領(lǐng)域呢？

平衡車原理

平衡車圖示

平衡車通過(guò)感應(yīng)身體重心的變化來(lái)調(diào)整前進(jìn)方向與速度，身體前傾前進(jìn)，后傾后退，正常站立則保持不動(dòng)，傾斜角度越大車速越快，達(dá)到使重心保持平衡的效果。

但具體從電路上這種神奇的“不倒翁”裝置是如何實(shí)現(xiàn)的呢？原來(lái)平衡車?yán)密圀w內(nèi)部的陀螺儀和加速度傳感器，來(lái)檢測(cè)車體姿態(tài)的變化，并利用伺服控制系統(tǒng)，精確地驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，以保持系統(tǒng)的平衡。

平衡車電路由三部分構(gòu)成

一是陀螺儀或加速度傳感器

二是微處理器或控制器

三是電機(jī)驅(qū)動(dòng)

這三部分共同協(xié)作，形成了一個(gè)根據(jù)反饋控制電機(jī)的閉環(huán)系統(tǒng)。

電機(jī)控制的重要性

一般平衡車都會(huì)看重傳感器的作用，不過(guò)假如忽視了電機(jī)控制系統(tǒng)，猶如瘸子走路，一腳高一腳低，平衡倒是平衡了，但搖搖晃晃不僅跑不快，還容易出安全事故。

安全問(wèn)題是不可忽視的！上述電路設(shè)計(jì)的三部分固然重要，而為了安全考慮，控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)的重要性反倒更勝一籌。而英飛凌的平衡車方案，上能Hold住高精度陀螺儀，下有可靠性極高的MOSFET助陣，可說(shuō)是平衡車的高性價(jià)比選擇。

本次推薦的方案采用XMC1302作為主控芯片，正弦波驅(qū)動(dòng)，噪音低。配合先進(jìn)的算法實(shí)現(xiàn)自平衡控制。兩塊控制板的軟硬件完全一致，分別控制左右電機(jī)，方便生產(chǎn)，性價(jià)比高。

方案框圖

方案實(shí)物圖

性能指標(biāo)細(xì)節(jié)奉上：

除了主控制器，該方案還采用了IRFB7740PbF與IRFU9024NPbF作為主控功率器件共同實(shí)現(xiàn)方案功能。