GD32F505sh

基于GD32F505的双路三相无刷电机控制板,集成电流与相电压采样、霍尔接口、硬件故障关断及CAN/CAN FD收发接口,支持转把/踏频传感器,提供KiCad工程和Keil源码。当前固件实现电机1开环调试,后续用于FOC与双电机协同控制开发;项目处于原型验证阶段。

GD32F505sh封面
慕仙1112026-10-31 14:43:00GPL-3.0
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PCBA

设计文件

KiCad图标GD32F505_DUAL_FOC_HW.zip1.21MB(0次下载)

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源代码

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详细介绍

本项目是一款基于 GD32F505VGT7 的双路三相无刷电机控制板,面向电机驱动、控制算法验证和双电机应用开发。硬件集成两组三相功率桥,并提供电流、相电压、母线电压、霍尔及温度采集电路,为后续EBIKE控制和保护策略开发提供基础。

项目使用 KiCad 完成原理图和PCB设计,固件采用 Keil + GD32F50x标准外设库 开发。目前已编写电机1开环调试程序,可通过串口设置电角频率、相电压幅值和旋转方向。

硬件组成

模块

设计内容

主控制器

GD32F505VGT7,提供PWM、ADC及外设控制资源

双路功率驱动

两颗DRV8300NPWR及两组三相MOS功率桥,功率MOS采用IRFB4110

相电流采样

每路三电阻低侧采样,分流电阻名义值1mΩ,配合TLV9062放大与偏置电路

电压采样

两路电机三相电压及直流母线电压采样

位置与温度接口

两组霍尔接口及NTC温度采集电路

故障关断

比较器检测电流越界和母线电压异常,故障信号接入PWM门控及MCU定时器BREAK资源

板载辅助电源

VBUS降压生成12V、5V,再生成3.3V,分别服务驱动、传感器和控制电路

对外接口

SWD、UART、CAN/CAN FD收发接口、转把/PAS接口

制动电路

母线制动控制与外置制动电阻接口,实际能量和载流能力需单独核定

PCB配置

四层板,当前板厚配置为1.6mm,内层用于地和电源分配

硬件上的采样和保护模块为控制算法提供信号基础,各模块的实际精度、保护阈值及抗干扰性能需要结合PCB布局和实测校准确认。

当前固件功能

电机1调试程序采用三相正弦PWM开环驱动,主要包括:

  • 20kHz中心对齐互补PWM,默认MCU死区配置为1µs。

  • 上电关闭驱动,完成电流零点校准后等待手动启动。

  • 自举预充、转子对齐、电压与电角频率斜坡启动。

  • 串口设置旋转方向、目标电角频率和相电压幅值。

  • 定时器触发的三相电流采样及母线电压监测。

  • 软件过流关断、硬件故障响应、故障锁存和独立看门狗。

  • 串口状态输出,便于观察电流、母线电压及运行状态。

当前固件面向额定36V电机的初步调试,默认目标为 5电角Hz、1.5V相对中性点电压峰值。电机极对数尚未确定,因此速度参数使用电角频率,不直接标为机械转速。

当前电机2保持关闭。霍尔闭环、无感估算、FOC电流环、速度环、温度控制策略以及CAN通信应用程序属于后续开发内容。