关于英飞凌的电机控制方案的分析和介绍

最近街面上常见平衡车的影子，连小区里的潮大妈都踩上了平衡车去买菜。只靠一两个轮子就能在小巷里闪转腾挪来去自如的平衡车在市场上接受度越来越高，你是否也正在想着进入这一方兴未艾的领域呢？

平衡车原理

平衡车图示

平衡车通过感应身体重心的变化来调整前进方向与速度，身体前倾前进，后倾后退，正常站立则保持不动，倾斜角度越大车速越快，达到使重心保持平衡的效果。

但具体从电路上这种神奇的“不倒翁”装置是如何实现的呢？原来平衡车利用车体内部的陀螺仪和加速度传感器，来检测车体姿态的变化，并利用伺服控制系统，精确地驱动电机进行相应的调整，以保持系统的平衡。

平衡车电路由三部分构成

一是陀螺仪或加速度传感器

二是微处理器或控制器

三是电机驱动

这三部分共同协作，形成了一个根据反馈控制电机的闭环系统。

电机控制的重要性

一般平衡车都会看重传感器的作用，不过假如忽视了电机控制系统，犹如瘸子走路，一脚高一脚低，平衡倒是平衡了，但摇摇晃晃不仅跑不快，还容易出安全事故。

安全问题是不可忽视的！上述电路设计的三部分固然重要，而为了安全考虑，控制器和电机驱动的重要性反倒更胜一筹。而英飞凌的平衡车方案，上能Hold住高精度陀螺仪，下有可靠性极高的MOSFET助阵，可说是平衡车的高性价比选择。

本次推荐的方案采用XMC1302作为主控芯片，正弦波驱动，噪音低。配合先进的算法实现自平衡控制。两块控制板的软硬件完全一致，分别控制左右电机，方便生产，性价比高。

方案框图

方案实物图

性能指标细节奉上：

参数	指标
电池组参数	36V/4.4AH
电机功率	300W＋300W
最高速度	12公里/小时（限速）
续航里程	20－30公里（视骑行者体重及路况而定）
最小转弯半径	原地转弯
最大爬坡角度	18度
车体姿态传感器	双陀螺仪
调制频率	16KHz
保护功能	过流、欠压、堵转、缺相保护等
使用温度	-15℃ - +50 ℃

除了主控制器，该方案还采用了IRFB7740PbF与IRFU9024NPbF作为主控功率器件共同实现方案功能。