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TIDA-00916

Diseño de referencia FOC de alta velocidad sin sensor para Drone ESC

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TIDA-00916

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Información general

Los módulos ESC son subsistemas importantes para drones no militares y usuarios que exigen modelos más eficientes que proporcionen tiempos de vuelo más largos y un comportamiento dinámico superior con un rendimiento más suave y estable. Este diseño implementa un controlador electrónico de velocidad (ESC) que se utiliza habitualmente en vehículos aéreos no tripulados (UAV) o drones.

El control de velocidad se realiza sin sensores, y el motor se ha probado hasta una frecuencia eléctrica de 1.2 kHz (12 kRPM con un motor de 6 pares de polos), utilizando control de velocidad FOC. Nuestro diseño de referencia FOC sin sensores de alta velocidad para ESC de drones proporciona la mejor implementación de algoritmos FOC de su clase para lograr un mayor tiempo de vuelo, un mejor rendimiento dinámico y una mayor integración, lo que se traduce en un tamaño de placa más pequeño y menos componentes BOM. Control FOC de alta velocidad sin sensores mediante el observador de software FAST™ de TI, que aprovecha InstaSPIN-Motion™ C2000™ LaunchPad y DRV8305 BoosterPack.

Funciones
  • El FOC sin sensores InstaSPIN-FOC™ alcanza el máximo rendimiento dinámico. Probado hasta 12,000 RPM con 3 celdas LiPo
  • Alto rendimiento dinámico: Velocidad de 1 kRPM a 10 kRPM (frecuencia eléctrica de 100 Hz a 1 kHz) en menos de 0,2 s para proporcionar un movimiento de guiñada y paso de alto rendimiento
  • Capacidad de inversión rápida para el movimiento del rollo
  • Mayor tiempo de vuelo gracias a la mejora de la eficiencia del FOC con respecto a la conmutación por bloques
  • Mayor frecuencia de conmutación PWM, probada hasta 60 kHz para reducir la ondulación de corriente/par con motores de baja inductancia/alta velocidad y evitar interferencias con sensores ultrasónicos
  • Rápida comercialización gracias a la identificación automática de los parámetros del motor de InstaSPIN-FOC: solución FOC sin sensores con ajuste automático
  • Estimación de la temperatura del motor a partir de los cambios en la resistencia del devanado para proteger el motor de daños durante condiciones de sobrecarga temporal
Descargar Ver vídeo con transcripción Video

Se desarrolló una placa completamente integrada únicamente para pruebas y validación de rendimiento y no está disponible para la venta.

Archivos de diseño y productos

Archivos de diseño

Descargue archivos de sistema listos para usar para acelerar su proceso de diseño.

download Guía de diseño — TIDA-00916
TIDUCF1.PDF (1674 KB)

Descripción general del diseño de referencia y datos de las pruebas de rendimiento verificadas

download Bill of materials (BOM) — TIDA-00916
TIDRP39.ZIP (442 KB)

Lista completa de componentes de diseño, designadores de referencia y números de fabricantes/piezas

download Schematic — TIDA-00916
TIDRP38.ZIP (291 KB)

Diagrama esquemático detallado del diseño y los componentes

Productos

Incluye productos de TI en el diseño y posibles alternativas.

Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28069M-Q1 — MCU C2000™ de 32 bits para automoción con 90 MHz, FPU, VCU, CLA, Flash de 256 KB e InstaSPIN-MOTION

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Convertidores de CA/CC y CC/CC (FET integrado)

LMR16006 — Regulador reductor SIMPLE SWITCHER® de 4 V a 60 V, 600 mA con baja corriente quiescente

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Controladores BLDC

DRV8305 — Controlador de puerta trifásico inteligente de 45 V máx. con amplificadores de derivación de corrien

Hoja de datos: PDF | HTML
Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28069M — MCU C2000™ de 32 bits con 90 MHz, FPU, VCU, CLA, Flash de 256 KB e InstaSPIN-MOTION

Hoja de datos: PDF | HTML
MOSFET

CSD18540Q5B — MOSFET de potencia NexFET™ de 60 V y canal N, SON simple de 5 mm x 6 mm, 2,2 mOhm

Hoja de datos: PDF | HTML
Microcontroladores en tiempo real C2000

TMS320F28068M — MCU C2000™ de 32 bits con 90 MHz, FPU, VCU, Flash de 256 KB e InstaSPIN-MOTION

Hoja de datos: PDF | HTML

Documentación técnica

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Tipo Título Descargar la versión más reciente en inglés Fecha
* Guía de diseño High-Speed Sensorless-FOC Reference Design for Drone ESCs 8/12/2016

Recursos de diseño

Desarrollo de hardware

Placa de evaluación
BOOSTXL-DRV8305EVM — Módulo de evaluación BoosterPack DRV8305N de accionamiento de motor trifásico LAUNCHXL-F28069M — Kit de desarrollo de LaunchPad™ F28069M de MCU Piccolo C2000

Diseños de referencia

Diseño de referencia
TIDA-00643 — Diseño de referencia del controlador de hélice de drones de CC sin escobillas de alto rendimiento, d

Desarrollo de software

Software de aplicación y estructura
MOTORWARE — Software MotorWare™

Soporte y capacitación

Foros de TI E2E™ con asistencia técnica de los ingenieros de TI

Ver todos los temas del foro en inglés

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