Контроллер BLDC финальная версия (rev4c)

6 фото
image
Незаметно сделал финальную четвертую версию своего контроллера BLDC. Напомню основные параметры изделия:

  • Размеры: 90x50x15 мм
  • Вес: 40г (платы) или 230г (с проводами и радиатором)
  • Напряжение питания от 5в до 50в
  • Ток фазный до 120А


Основные изменения и новости:

  • Добавлен радиатор (чертеж в DXF в репозитории)
  • Теперь в плате 8 слоев меди
  • Немного другие усилители шунтов (усиление G=20) и другие драйверы FET (ток 3A)
  • Добавлено два аналоговых входа (от 0 до 6в)
  • Добавлен выход управления вентилятором (5в)
  • Улучшена схема измерения фазных напряжений (смещение нуля)
  • Правильный четырех-точечный футпринт шунтов (точность ~2%)


  • Добавлено ограничение тока потребления (раньше была только мощность)
  • Добавлено ограничение напряжения звена постоянного тока
  • Добавлен новый наблюдатель положения (устойчивость к дрейфу сопротивления обмоток)
  • Добавлен расчет потребленной энергии и пройденного расстояния (для транспорта)
  • Добавлен управление ослаблением поля (flux weakening)
  • Улучшена работа на низкой скорости (до ~0.05в ЭДС)


Сегодня проверял работу на синтетическую нагрузку (три дросселя). При фазном токе 120А в течение 20 минут плата нагрелась до ~85C. Обдувал вентилятором издалека.

В связи с тем, что bitbucket отказался от mercurial, перенес исходники на sourceforge. Релизные файлы (схема, плата, чертеж).

Errata:

  • После тестов выяснил большой ток утечки в бутстрепной цепи драйверов, конденсаторы можно увеличить до 2.2мкФ
  • Для хорошего монтажа радиатора (без прогиба платы и раздавливания термоинтерфейса) нужно подбирать подложки-шайбы правильной толщины (около половины толщины термоинтерфейса)
  • Контактные площадки для силовых проводов питания не помешало бы немного увеличить

6 изображений

  • +10
  • 21 сентября 2019, 16:26
  • amaora

Комментарии (14)

RSS свернуть / развернуть
А какого движка сей контроллер? Я прошлую публикацию помню смутно.
0
Любой BLDC/PMSM мощности до 2-4кВт. Для коптера хотел ESC сделать, а получилось для 2-колесного транспорта :)
0
Красиво выглядит. А во сколько встает сборка такого контроллера?
0
  • avatar
  • Vga
  • 22 сентября 2019, 01:33
— комплект плат 1400
— радиатор 2400
— детальки около ~9000
— провода, разъемы, lowESR электролиты, терморезинка ~2000
— монтаж и расходники не считал

Цены на платы и радиаторы при серии 5-10 шт.
0
Примерно 1.5к за штуку в серии из 10?
0
  • avatar
  • Vga
  • 22 сентября 2019, 17:20
А, это только платы и радиаторы в серии, и то я не понял, цена за 1 радиатор или за десяток?
0
  • avatar
  • Vga
  • 24 сентября 2019, 19:54
Все числа указал за 1 шт. Получается ~15к за шт. в серии 5-10. Плат делал 10, радиаторов 5. Компоненты закуплены на 5 контроллеров + всякие остатки были.
0
А почему радиаторы такие дорогие?
0
  • avatar
  • Vga
  • 25 сентября 2019, 14:50
А сколько должно быть? раньше не делал механические детали никогда, заказал у первых кто согласился. Подготовка к производству + материал (д16) + фрезерование + анодирование.

Если все продумать то наверно можно получить стоимость 8-10к. По примерно таким ценам и продаются контроллеры с похожими характеристиками.
0
Откуда ж мне знать. Видимо, примерно столько и должна, но все равно 1/6 цены за кусочек ляминя впечатляет)

Алсо впечатляет как лутовая платка с SO8 мосфетиками эволюционировала за 6 лет вот в это.

А как думаешь, насколько есть смысл/возможности понерфить это обратно до недорогих деталек и движков на 20-30А с сохранением фич?
0
  • avatar
  • Vga
  • 26 сентября 2019, 00:36
По минимуму нужны два датчика тока, обязательно в разрыв фазы, не по земле. И нужно время установления после синфазной ступеньки не хуже ~3 мкс. Без этого будет совсем другой контроллер.

Датчики напряжения фаз можно убрать или оставить только делители без ОУ. В крайнем случае потеряем возможность компенсировать мертвое время (не очень то и хотелось с легкими транзисторами). Но останется возможность подхватывать вращающийся двигатель и проводить самодиагностику силовой части.

Систему питания можно упросить, с потерей величины диапазона питания и КПД. Например один Buck на 12в для затворов и два линейника на 5в и 3.3в.

Плату 4-слоя и транзисторы полегче. Драйверы не знаю какие. В идеале найти бы готовые модули полумостов со встроенным драйвером.

Замена контроллера сложнее и большого выигрыша не даст.

Можно еще конденсаторы заменить, там есть емкие X7R, они дорогие.
0
Готовые модули кусучие по цене, вот есть PWD13F60 и PWD5F60. Разве бывает что-то подобное дешевле?
+1
Вот такое да, только на ~40А 60в.
0
Красота неземная! Респект.
0
Только зарегистрированные и авторизованные пользователи могут оставлять комментарии.