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芯片公司：中微股份（Cmsemicon）
发布时间：2022-07-17
1. 概述
本方案采用极具性价比的32位MCU芯片CMS32M5533为主控，为驱动算法运行、速度提升及转矩调节精度提供保障。具有低噪音、低损耗、运行平稳、使用寿命长、无极调速等技术优势，为广大客户提供高性价比的、稳定可靠的方案选择。华秋商城&中微共同为客户提供完整方案，包括原理图、源程序以及应用说明，并可提供定制服务，更有专业技术服务团队提供技术支持。
1.1 MCU简介
CMS32M5533集成了 ARM® Cortex®-M0内核、内建嵌套向量中断控制器。主要有并行I/O 口（支持普通输入、上下拉输入、推挽输出、幵漏输出、并可配置边沿或者电平触发中断）、定时器（6位窗口看门狗定时器、32位看门狗定时器、2路可编程定时器）、SPI、 I2C、UART、PWM、 CCP、ADC、ACMP、OPA、PGA 等部件，该 MCU 具有如下特性：
2. 应用范围
本方案是一款具有大扭矩启动、两档扭力选择、反转自停、电量指示，夜间LED照明等功能的控制器产品。广泛应用于汽车轮胎更换、室外架搭建、室内房屋装潢、货架搭建、结构厂房搭建、螺丝装卸和木工钻孔等工况。
3. 方案特点
l 无感启动顺畅
l 电量指示、照明、两档可选、反转自停、记忆功能
l 过流、短路、过温、缺相、过欠压保护、错误报警指示
4.1 典型应用原理图
4.2 典型应用PCB图
PCB正面
PCB反面
4.3 主要单元电路说明
4.3.1辅助电源电路（12V&5V线性稳压、输入母线电压检测）
4.3.2 MCU
CMS32M5333集成了 ARM® Cortex®-M。内核、内建嵌套向量中断控制器。MCU负责整个系统的信号采集，数据处理，逻辑功能控制。
4.3.3 反电动势采样
无刷无感直流电机通过反电势来判断转子位置，使用MCU的内置比较器来侦测过零点 之前，必须先对相电压做分压,再经过低通滤波以获得低于5V的直流电压。而判断过零点的阈值，则设置为该直流电压幅值的1/2。随着电机转速与负载的不同，该直流电压的幅值是会 改变的。因此，过零点的阈值也随之在调整，这可由MCU实时采样并计算而得。
4.3.4扳机控制模块
扳机控制模块电路可实现幵机上电、正反转控制、无級调速、照明指示控制等功能。
4.3.5电量指示、温度保护、模式切换（正转模式下：切换高低档；反转模式下：切
换反转自停功能）
温度保护：R26为负温度系数热敏电阻，R25与R26构成分压电路，Layout时R26靠近功率MOSFET放置。通过检测功率MOSFET温度变化引起的R25与R26构成的分压电路输出的电压变化来完成过温保护信号采样。
模式切换：MCU通过检测MODE的高低电平状态来完成功能切換。
电量指示：通过检测到的不同的输入母线电压来点亮不同LED，三颗LED （LED1、 LED2、LED3）在同时点亮且以不同的频率和次数闪烁来表示报警指示功能。
4.3.6功率回路
6颗功率MOSFET按MCU给出的信号轮流导通驱动电机旋转，根据不同的MOSFET选择合适的Rg电阻。并考虑MOSFET在极限工况下的耐电压耐电流参数，且留有一定的余量。
4.3.7电流采样
采用0.001R采样电阻取得母线电流对应的电压信号，通过单片机内置运算放大器放大。为了能得到准确的电流信息增加偏置电路 偏置电压由R39、R38分压后通过CMS32M5333 内部运算放大器产生。运放直接输出到内部比较器正端，当电流超过软件设定的值时进入过流保护。
5. PCB Layout注意事项
5.1布局注意事项
l 整体布局遵循功率回路与小信号控制回路分幵布局原则，功率部份在满足铜箔载流量与温度敏感器件距离的前提下，按最小环路面积布局。
l 芯片的放置方向优先考虑驱动出线，电流采样以及反电动势采样等关键信号。
l 布局按树状结构以输入电容为参考分区汇流，单元电路地回路按输出回输入原则走线。
l Rsense电阻尽量靠近输入Bulk Capacitor布局。
l 滤波电容抵近端口放置。
l 电阻分压采样下偏阻容尽量抵近检测端口放置（特别是反电动势采样与电流采样相关）。
l 驱动Rg电阻抵近MOSFET放置。
l NTC温度传感器贴近热源放置。
5.2关键信号走线
l 运放电流采样按差分走线，从Rsense焊盘中间出线，走线远离干扰源。
l 运放基准地应与MCU为同一参考地，反电动势采样地与MCU为同一参考地。
l 敏感弱电信号线与强电或高频信号线保持一定距离，例如：U, V, W,相线禁止从芯片底部走线。
l 辅助电源从输入Bulk Capacitor出线。
本方案是一款具有大扭矩启动、两档扭力选择、反转自停、电量指示，夜间LED照明等功能的控制器产品。广泛应用于汽车轮胎更换、室外架搭建、室内房屋装潢、货架搭建、结构厂房搭建、螺丝装卸和木工钻孔等工况。
| 图片 | 数据手册 | 商品名称 | 产品型号 | 产品描述 | 品牌 | 单机用量 | 价格 | 操作 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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32位MCU微控制器 | CMS32M5533 | CMS32M55xx系列MCU是中微电机控制产品线主力产品，被广泛应用于电动工具、园林工具、落地扇、吊扇、吸尘器、油烟机等典型电动控制领域。 | Cmsemicon | 1 |
5.5862
1+ 9.1574 10+ 7.9896 30+ 7.3218 100+ 6.1540 500+ 5.5862 |
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