11万转高压吹风机FOC驱动难点刨析

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前言：

经过10个月的软硬件打磨，我们攻克了11万转高速吹风筒目前行业内的技术软硬件难点。本文本文详细分享11万转高速吹风筒开发过程中遇到的问题，及如何解决，并总结分享给大家，希望对大家有所帮助。

不再寒暄，直接上图：

以上是高速吹风筒原理图

以上是高速吹风筒PCBA图

通过以上原理图，我们分析下来影响成本的主要器件是6个MOS,DC-DC芯片，大电解电容，还有就是主控芯片。

之前的MOS选用的是6个252封装的5N50管子。这个价格比较贵而且还是6个。我们优化后改为3A导通内阻为3R的晶圆加上SOP8的封装，从晶圆和封装两个方面极大地降低了成本。那么行业内也有友商用了这颗MOS，但是结果是温升高，最大功率做不上去。而我们通过优化硬件布局和软件的升级。

我们说过，凡是硬件省下来的成本，都要增加软件的难度来买单的。

最终我们通过独创的软件算法，使得ESOP8的3A的MOS工作在最大负载下的温度只有53°C，45°C环境温度下温度为86°C。处于安全区域，并且领先于同行。成本一下子下降了3毛钱左右。具体如下图所示：

接下来就是310V转12V直流DC-DC芯片，之前在私模里面为了安全系数，用的是300mA额定电流，500mA保护电流的片子，成本年后已经上涨到了3毛多。而白牌风筒根据PCBA的负载做了计算，120mA的额定电流300mA的保护电流足够了，因此我们采用ZF2601这颗电源芯片一下子将成本又降低了1毛多钱。

波形做了详细测试分析，具体如下图所示：

根据波形测试结果显示，当前电流是没有风险的。

接下来就是母线大电解电容的容值确定了。

目前市面上用到的电解大电容从120uF一路降到了68uF，47uF。但是价格还是偏贵的，用26uF的电解电容价格一下子拉到了3毛多钱，这颗料就一下子节省了3毛多钱。

但是带来的问题是母线纹波电流很大，极限情况下峰峰值达到了60到70V左右。如下图所示：

这样带来的就是电机10万5千转高速运转的时候，抖动大，麻手，对启动难度也加大了。

不过大家不要慌张，小编会把这些问题留给软件解决。凡是硬件省下来的成本，都是要用软件难度来买单的。后面就看我们的FOC算法如何应对了。

最后，大家都是可以优化供应链降低成本，但是在主控MCU上就无能为力了。目前主流使用的主控芯片的价格在6毛到1元之间，而且一般的方案公司开发产品都是调用原厂的库文件，然后做二次开发。我们张飞电子从04年做BLDC，08年做FOC控制，拥有自己的商业代码库，不管哪颗芯片都能开发，这样就更加灵活。

为了在主控芯片上降低几毛钱，我们只能选择不带cordic运算，不带除法器，Flash也不能大，主频也不能高，还要小母线电解电容，这个难度也是地狱级的了。最终我们通过汇编，自研的低代码量高精度算法，实现了在低端MCU上的高速风筒FOC算法。

然而好事多磨啊，随着市场越来越卷，现在的电机越来越便宜，差异化越来越大，那么启动要想不抖动，不会过流，不会启动失败，还要启动快，就要自然一套自适应高兼容性算法。

众望所归，万众期待的高速吹风筒张飞商用算法库已经淬炼完成，已大批量实现商用。目前我们正式对外发布。很快我们也会在我们的官网和商城发布固件，让大家开发高速吹风筒更加容易，同步发布原理图和PCB源文件给到大家。赋能广大开发者快速上手，降本增效。欢迎垂询！