基于CW32F030C8的低压无刷风机无感控制器

一、产品概述

低压鼓风机是一种高效、稳定的鼓风设备，广泛应用于工业生产中。它采用了离心风机的原理，通过叶轮的高速旋转产生气流。不同于传统的鼓风机，低压鼓风机的叶轮是中空的，可以实现气体的无脉动压入。叶轮的设计使得空气在进入和离开时形成一个恰到好处的压力均衡，从而保证了稳定的鼓风效果。

低压鼓风机在运行过程中能够保持较低的振动和噪音，经过精密设计和严格质量控制，具备出色的稳定性和可靠性。它适用于各种工业应用场景，可以广泛用于风机、排液、燃料燃烧等领域，并满足不同工艺对压力和流量的需求。

本方案介绍的是一款基于CW32的低压风机控制器，重点介绍了它的功能、参数、硬件组成、方案设计、故障定义等等。该控制器适用于各类低压风机的速度控制，具有高精度、低噪音、高效率等特点。

二、功能特点

低压风机具有许多功能特点，以下是低压风机的主要特点：

1.高效稳定：低压风机采用先进的设计理念，具有较高的效率，能够在较低的能耗下实现高效的通风效果。同时，由于其结构简单、维护方便，使得其运行稳定可靠。

2.低噪音：由于低压风机设计时考虑到了噪音控制，因此在运行时产生的噪音相对较低。这使得低压风机非常适合在需要保持安静环境的场所使用，如医院、实验室和办公室等。

3.能耗低：低压风机的能耗较低，通常只有传统压缩机的三分之一甚至更低。这有助于降低能源消耗和运行成本。

4.安装维护方便：低压风机安装方便，可以方便地安装在墙壁或其他结构上，不需要占用太多空间。同时，低压风机的维护简单，使用者可以方便地进行日常维护和保养。

5.应用范围广：低压风机适用于许多领域，如通风、空调、净化等。它可以用于输送空气和烟气等气体，为工业生产和日常生活提供良好的通风环境。

总之，低压风机具有高效稳定、低噪音、低能耗、安装维护方便和应用范围广等特点。这些特点使得低压风机成为一种理想的通风设备，广泛应用于各种场所和领域。

三、风机驱动实物图

四、驱动器功能描述
驱动器通过使能控制端启停电机，通过调速接口控制风机无级调速、通过方向控制端口控制电机正反运转。支持宽电压工作范围：8-60V，工作电流17A，最大输出功率500W。具有顺风接转功能、过温保护等功能。

另外，驱动器还具有故障自恢复功能。在系统发生3次故障后，需断电重启。在电流、电压、温度故障发生时，如果故障消除，5S后自动重启。

控制端口定义如下:

5V：配合10K电位器使用，5V、VSR和GND，也可以直接配合VSR实现开机全速。

速度控制VSR：通过VSR接口进行调速输入。接受调速电压0-5V（0.18V启动），PWM脉冲调速（频率10KHZ, 5V, 0%-100%）

GND：控制信号负极，可配合VSR，END使用。

使能控制EN：通过EN接口控制电机的启动和停止。配合GND，在授受调速信号时，可控制启动与停止。连接GND时，停止。断开GND时，运行。

方向控制DR：通过DR接口控制电机运转方向控制。与GND短接时，反转。

速度输出FG：通过FG接口输出速度信号。电机速度脉冲输出，用于转速计算。当极对数为P时，每转一圈输出P个脉冲。电机转速（RPM）=输出脉冲频率*60/极对数。使用时，需要10K上拉电阻至5V。

五、参数列表
1.电压范围：8-60V。

2.电流范围：最大工作电流不超过17A。

3.工作温度：-20度~85度，湿度：最大85%

4. 支持的BLDC电机最大转速：1对极7W转。

5. 调速范围：0-100%额定转速连续可调。

6. 启动时间 ：0至最大速<1S.（可根据需要调整）

7. 保护功能：过流17A保护、过压65V保护（可根据需要调整）、欠压8V保护（可根据需要调整）、过温85度保护等、限流45A保护。

六、方案主控芯片
该方案基于CW32F030C8T6主控。

CW32F030C8T6内核：ARM® Cortex®-M0+、最高主频64MHz、工作温度：-40℃ 至 105℃、工作电压：1.65V至5.5V、最大64K字节 FLASH，数据保持25年@85℃、最大 8K 字节 RAM。

• 支持最多 39路 I/O 接口
• 模数转换器：12 位精度，±1 LSB，最高 1M SPS 转换速度
• 五通道DMA控制器
• 定时器

16 位高级控制定时器，支持 6 路捕获 / 比较通道和 3 对互补 PWM 输出，死区时间和灵活的同步功能

四组 16 位通用定时器

三组 16 位基本定时器

• 80位唯一ID

七、硬件组成
驱动器硬件由主控MCU最小系统电路、电源稳压电路、逆变驱动电路、反电动势检测电路、控制接口电路、各种保护电路等组成。

1. 控制器：采用高性能的CW32微控制器，该控制器具有丰富的外设资源和强大的运算能力，能够满足复杂的控制需求。

2. 驱动电路：采用适合FD6288驱动芯片，支持三相全桥逆变，可驱动电机高效运转。

3. 反电动势电路：电机位置检测电路。

4. 电源电路：为控制器和驱动电路提供稳定的电源，保证系统稳定运行。

5. 保护电路：具备过流保护、过温保护、过压保护、欠压保护等功能，提高系统的安全性和稳定性。

6. 控制接口电路：支持方向、使能、转速等控制接口接入，实现风机的智能控制。

八、方案描述
该方案使用32位单片机CW32F030C8作为主控，使用AD软件比较过零点方式进行电机换相控制，采用六步方波控制算法。采用顺风接转+静态脉冲注入的启动算法，最小输出10%占空比，支持最高70000转的BLDC风机控制。

九、方案测试

产品开发测试图片脉冲注入转子位置判定时端电压波形启动过程端电压波形高速运转端电压波形最大输出端电压波形

十、故障保护

该方案具有多种故障保护措施：瞬时电路保护、平均电流保护、堵转保护、失步保护、欠压保护、过压保护、过温保护等功能。

在发生故障时，指示灯闪烁，闪烁频率表示了故障代码。不同的故障代码表示了不同的故障状态发生。

在1-5种故障发生时，故障一旦消除，5S后自动重启。超过3次发生故障，需断电重启。

故障代码定义如下：

1.瞬时电流保护：20A

2.平均电流保护17A

3.过温保护85度

4.过压保护65V

5.欠压保护8V

6.失步保护

7.堵转保护

8.启动失败保护

十一、应用场景
低压风机广泛应用于各种场景，以下是低压风机的一些主要应用场景：

1.工业领域：在工业生产中，低压风机被广泛应用于通风、排气、除尘等环节。例如，在化工、制药、冶金等行业中，低压风机可以用于输送气体、烟气和粉体等物质，同时还可以起到冷却、降尘和净化空气的作用。

2.空调系统：低压风机是空调系统中的重要组成部分，用于实现室内空气的循环和通风。它能够提供足够的通风量，保持室内空气新鲜，并帮助调节室内温度和湿度。

3.环保领域：在环保领域，低压风机被用于除尘、排烟和污水处理等方面。例如，在烟囱、锅炉和焚烧炉等设备中，低压风机可以帮助排出烟气，减少空气污染。

4.农业领域：在农业中，低压风机可以用于温室、禽畜养殖场等场所的通风和降温。它能提供足够的空气流通，帮助调节温度和湿度，改善作物的生长环境。

5.通风工程：在建筑物的通风工程中，低压风机用于提供空气流通和换气。它可以安装在墙壁或屋顶上，帮助调节室内外的空气流动。

6.输送粉体：在某些工业生产中，需要将粉体从一个地方输送到另一个地方。低压风机可以配合输送设备，如管道、溜槽等，完成粉体的输送。

除了以上场景外，低压风机还应用于其他许多领域，如隧道、地铁等公共设施的通风和排烟。总之，低压风机作为一种高效、稳定的通风设备，其应用范围非常广泛。

审核编辑 黄宇