TIDA-00916

ドローン ESC (電子式速度コントローラ) 向けセンサレス高速 FOC のリファレンス デザイン

TIDA-00916

設計ファイル

概要

ESC モジュールは、非軍事目的ドローンにとって重要なサブシステムであり、より長い飛行時間やより高度な動的動作、より滑らかで安定した性能を実現する、ユーザー要求の厳しい中でもより効率的なモデルとなっています。このリファレンス デザインは、無人航空機(Unmanned Aerial Vehicle、UAV)、ドローンで一般的に使用されている電子速度コントローラ(Electronic Speed Controller、ESC)を実装しています。

速度制御はセンサレスで行われ、FOC 速度制御を使用して、最大 1.2kHz の電気周波数 (6 極ペア モーターで 12kRPM) でモーターをテスト済みです。ドローンの ESC に最適な TI の高速センサレス FOC リファレンス デザインは、クラス最高の FOC アルゴリズムを実装し、飛行時間の延長、動特性の向上、高集積化を実現するとともに、基板サイズと BOM(部品表)数の低減を可能にします。センサレス高速 FOC 制御は、InstaSPIN-Motion™ C2000™ LaunchPad と DRV8305 BoosterPack を活用する TI の FAST™ ソフトウェア オブザーバを採用しています。

特長
  • InstaSPIN-FOC™ センサレス FOC は、最高のダイナミック性能を実現します。LiPo セル 3 個で 12,000RPM までテスト済み
  • 優れたダイナミック特性:1kRPM ~ 10kRPM (電気周波数 100Hz ~ 1kHz) の速度を 0.2 秒未満で実現し、高性能なヨーイングとピッチの移動が可能に
  • ロール移動の高速反転機能
  • ブロック整流よりも FOC の効率が向上するため、飛行時間が長くなります
  • 低インダクタンス / 高速モーターを通じて電流 / トルク リップルを低減し、超音波センサへの干渉を回避するために最大 60kHz でテスト済みのより高い PWM スイッチング周波数
  • InstaSPIN-FOC のモーター パラメータ自動識別により、製品開発期間を短縮:センサレス FOC ソリューションの自動チューニング
  • 巻線抵抗の変化からモーター温度を推定し、一時的な過負荷状態での損傷からモーターを保護
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組み立てられたボードは、テストと性能検証のみの目的で開発されたものであり、販売していません。

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

TIDUCF1.PDF (1674 KB)

リファレンス デザインの概要と検証済みの性能テスト データ

TIDRP39.ZIP (442 KB)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

TIDRP38.ZIP (291 KB)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

C2000 リアルタイム マイコン

TMS320F28069M-Q1車載、FPU と VCU (ビタビ複素数ユニット) と CLA (制御補償器アクセラレータ) と 256KB フラッシュと InstaSPIN-MOTION 搭載、90MHz、C2000™ 32 ビッ

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AC/DC および DC/DC コンバータ (FET 内蔵)

LMR16006低静止電流 (Iq)、SIMPLE SWITCHER® 4V ~ 60V、600mA 降圧レギュレータ

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BLDC ドライバ

DRV8305電流シャント アンプと SPI 搭載、最大 45V の 3 相スマート ゲート ドライバ

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C2000 リアルタイム マイコン

TMS320F28069M90MHz、FPU、VCU (ビタビ複素数ユニット)、CLA (制御補償器アクセラレータ)、256KB フラッシュ、InstaSPIN-MOTION 搭載、C2000™ 32 ビット マイコン

データシート: PDF | HTML
MOSFET

CSD18540Q5B5mm x 6mm のシングル SON 封止、2.2mΩ、60V、N チャネル NexFET™ パワー MOSFET

データシート: PDF | HTML
C2000 リアルタイム マイコン

TMS320F28068M90MHz、FPU、VCU (ビタビ複素数ユニット)、256KB フラッシュ、InstaSPIN-MOTION 搭載、C2000™ 32 ビット マイコン

データシート: PDF | HTML

技術資料

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タイプ タイトル 最新の英語版をダウンロード 日付
* 設計ガイド High-Speed Sensorless-FOC Reference Design for Drone ESCs 2016/12/08

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アプリケーション・ソフトウェアとフレームワーク
MOTORWARE MotorWare™ ソフトウェア

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