高效节能 优化效率 | 极海APM32F411低压无感FOC双电机参考方案，助力电机控制系统能效提升
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在“双碳”政策的推动下，双电机凭借高效化、集成化、智能化等特性，在新能源汽车、工业自动化、医疗设备以及可再生能源等领域的重要性日益凸显。根据Business Research insights数据预测，2024年全球双电机市场规模约为27亿美元，2025年~2033年，将以7.2%的复合年增长率，从28.9亿美元增长到50亿美元。
为了满足行业对更高效和更可靠方案的需求，极海推出了APM32F411低压无感FOC双电机参考方案，其中还搭配了2颗GHD3440电机专用栅极驱动器。整个方案兼具高效率、高可靠和高性比等优势；低噪音设计，可提供更好的用户体验；同时还配备完善的过流、过压、故障诊断等功能，适用于空调、冰箱等智能家电、以及摄像云台、AGV底盘、无人机电调、洗拖机器人、伺服电机、汽车电机、燃料泵等多场景应用。
APM32F411低压无感FOC双电机参考方案介绍
本方案前级通过APM32F411高性能高适配型MCU，集成两个高级定时器，每个高级定时器可输出三路带死区的互补 PWM，实现单芯片驱动两路BLDC 或 PMSM；集成两个12位高精度ADC分别对两路PMSM独立采样。后级则通过GHD3440电机专用栅极驱动器进行驱动信号放大，来控制MOSFET开关，最终实现对BLDC 或 PMSM的FOC控制。
方案框图
双电机应用于无人机电调
方案优势
- 高算力控制： APM32F411主控芯片搭载Cortex-M4F内核，主频高达120MHz，可在单核内实现两路速度环、电流环双环运算，实现双路独立PMSM或BLDC控制；
- 丰富接口资源：集成U(S)ART、I2C、QSPI、SDIO、CAN等，既能满足无感/无感FOC控制、有感/无感方波控制，还能支持霍尔、磁编、光电等类型编码器；
- 执行效率高：MCU芯片以32KHz频率执行电流环，执行时间14μs，仅占执行周期的50%，剩余时间还可用于执行速度环、PFC、通信、显示等任务；
- 支持单/双电阻采样、三相反电势采样；
- 12V~72V DC宽电压输入，单电机最大功率100W。
电路板实物图
APM32F411高性能高适配型MCU
- Cortex-M4F内核，主频高达 120MHz，支持FPU和DSP指令，性能强劲，能轻松应对复杂的电机控制任务；
- 集成高达128KB的SRAM、512KB的Flash、以及SMC，配合强劲运算性能，可运行丰富算法，为方案设计提供广阔的发挥空间；
- 丰富外设资源：U(S)ARTx6、I2Cx3、SPIx5、QSPIx1、USB_OTGx1、CANx2、SDIOx1；
- 内置CRC32运算单元，可为用户提供高集成、高可靠的SoC方案。
GHD3440电机专用栅极驱动器
- 200V双N沟道三相驱动器，适用于各种电池供电的直流无刷电机应用方案；
- 支持5.5V~18V输入电压范围，3.3V/5V逻辑输入兼容，有效放大电路控制信号，实现对电机的高精度、高速度以及低功耗的控制；
- 内置欠压保护、直通防止功能，250ns死区时间；
- 峰值输入电流1.0A@12V，3.3nF负载下降时间60ns；峰值输出电流0.8A@12V，3.3nF负载上升时间90ns，能迅速对输入信号或负载变化作出精准反应，提高电机运行效率；
- 工作温度范围-40~+105℃，可保障在严苛工作环境下的稳定运行。
面向电机控制市场，极海APM32F411低压无感FOC双电机参考方案，可提供配套技术文档、软硬件开发工具和本地化服务支持，以满足高端消费电子与工业控制领域的多样化需求，助力工程师快速上手进行性能评估和二次开发。面向电机应用智能化与物联网升级，极海将持续优化产品线，强化产品性能，助力双电机技术向高性能、高能效与低成本方向发展。
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