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基于氮化镓技术的无刷FOC驱动设计

基于氮化镓技术的无刷FOC驱动设计

项目概述

基于第三代氮化镓(GaN)半导体技术,面向机器人关节等高精度电机控制场景,采用氮化镓半桥驱动与Cortex-M4高性能平台,实现高精度有感/无感FOC控制,适配高端电机控制需求。

核心职责

系统设计

  • 主导项目整体设计
  • 硬件选型、拓扑设计及PCB Layout设计
  • 确定功率半桥硬件拓扑及MCU总体外设方案

软件开发

  • Clion裸机编程与调试
  • RTOS移植与优化
  • FOC算法实现与三环调优,svpwm与磁编码器闭环

问题优化

优化项 方案 效果
封装选型 SOT → QFN 缩减30% PCB面积
PCB设计 四层板设计 保证信号回流阻抗连续
FOC算法 三环响应优化 提升速率与稳定性

项目成果

  • ✅ 成功实现20kHz电流环稳定运行
  • ✅ 完成CAN/USART校验通讯
  • ✅ 多机串联总线通讯功能
  • ✅ 满足高精度电机控制场景需求

实物展示

FOC驱动板

FOC测试1

FOC测试2

技术栈

  • 功率器件: 氮化镓(GaN)半桥驱动
  • 主控平台: ARM Cortex-M4 高性能MCU
  • 控制算法: 有感/无感FOC(磁场定向控制)
  • 通讯总线: CAN FD/ USART
  • PCB: 四层板设计
  • 软件架构: cubemx freeRTOS