基于CW32的BLDC控制应用实例分析——电源系统设计

为了让读者获得更好的设计思想和经验，我们选取的是一款成熟产品方案Demo，这里将对其核心电源系统的电路作详细分析。这些电路不同于其他书籍资料描述的实验性电路，都是经过多年的市场实证考验的。读者不但可以从中学习到电机驱动电路相关的理论及设计方法，而且可以直接移植到新产品设计上。

控制器一共三部分电源，第一组提供总能源，特别是供电机功率电路的电源VBUS（P+）。总电源由7.62mm间距的CN1端子输入。板子上的电解电容EC1:470μF/100V、EC2:470μF/100V、以及CD1:0.1μF/100V是退耦用的，用于消除由于电源线、电路板走线所带来的电阻、寄生电感等引起的杂波干扰，由于工作在大电流、高频率、高温状态下，特别对电解电容有损耗角小、耐高温的要求，普通的电解电容容易发热爆裂。此原理配置可满足72V以内的电机驱动控制，应当注意，其余P+电位下的功率控制均需要电容的耐压值大于VBUS工作电压的1.2倍以上。

第二部分的电源由总VBUS通过D1输入，三部分电源的负极在板上均是接到了GND，即共地设计。D1可以防止输入电源极性误接反时损坏电路，然后到达U3，经U3输出约１2V的稳定电压。

这里U3使用的是由上海芯龙推出的BUCK控制芯片XL7005A，其相关电路经大量验证，具有可靠性强，外围电路简单，设计便捷的优点。

考虑到输入电压可能在48V以上，所以使用两个大于50V建议100V耐压的0805封装的陶瓷电容C1、C2串联，提供输入端的滤波及去耦。

第二部分电源输出的大小，由R3与R4决定。在实际产品中，此处电压值会有1~2V的误差，纯属正常。第二部分电源给驱动电路提供合适的MOS_VGS电压。由于功率半导体的发展进步，第二部分输出在10~15V为宜。

第三部分电源是5V输出，由U4：MD8942 的DC/DC型稳压输出。由于工业驱动器往往外接设备，信号对电流的需求较大，所以不建议使用LDO，若无大电流需求，可考虑使用串联稳压电路。

在整个系统中，对5V电源的要求比较高，不单单是因为逻辑电路需要，MCU等的电源电压都不能过高，而且由于MCU的所有AD转换都是以5V电压为基准，所以当5V不准时会出现电流，欠压值，电机控制等均不能达到设计要求的情况，甚至相关控制不能动作，因此该电压的范围建议应被严格限制在4.90-5.10V之间。

在实际电路中若没有５V输出。则首先查看有无10~15Ｖ输出

(a) 如果没有10~15V输出，则首先查看XL7005A是否对，再看R3、R4是否虚焊。如果上面都对，看XL7005A的输出电压是否只有几伏，是的话，说明电路可能存在短路和虚焊。

(b) 如果有10~15V输出，则可能是MD8942器件坏掉或电路错误。最简单检查办法是将MD8942输出端断开，然后测那一端对地电压判断好坏。

(c) 用万用表二极管档测试芯片是否坏

第三组电源输出，特地使用SS14二极管分隔出外部输出电源X5V，由于工业环境下使用，往往存在工人胡乱接线的情况，给5V输出接上高压电源输入的事情常有发生，用SS14防止接入高压电源损坏5V系统。

输入的电压Vbus(P+)经过R1、R2分压，C16滤波，输入到CW32L011的18脚PA08，经过MCU内部ADC转换及程序计算，可得到输入电压（实际母线电压）。D16的1N4148用来钳位PA8的电位，使其不超过5V，避免损坏芯片引脚，此处不建议使用稳压管。并且R1与R2的电阻值单位不应过小。

关于本方案的完整开源资料链接请查阅：

https://oshwhub.com/beauty_ligh

审核编辑 黄宇