近年來，全球電動工具市場加速爆發(fā)，應(yīng)用場景不斷豐富，電鉆作為需求量最大的電動工具類產(chǎn)品，市場需求也得到了快速提升。配備鋰電池和無刷電機的便攜式電鉆更是以其分量輕、扭力大、不受電源限制等優(yōu)點迅速占據(jù)了大量的電鉆市場份額。

BLDC電機即直流無刷電機，它具有低損耗、高效率、壽命長、噪聲低、運行可靠、維護簡便等一系列優(yōu)點，充分契合終端應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?jié)能降耗、智能控制、用戶體驗等越來越高的要求。電機驅(qū)動控制專用芯片是BLDC電機控制系統(tǒng)的心臟，在當前便攜設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)和5G應(yīng)用普及的情況下，對電機驅(qū)動的高精度、小型化、高集成度、低功耗要求也越來越高。進芯電子可提供基于公司ADM16x系列DSP作為主控芯片的高性價比電鉆控制板方案。

進芯電子ADM16x器件提供增強型DSP架構(gòu)設(shè)計，以低成本實現(xiàn)低功耗和高性能處理能力，集成幾種為數(shù)字電機和運動控制應(yīng)用而優(yōu)化的高級外設(shè)，以提供一個真正的單芯片DSP控制器。與現(xiàn)有的DSP控制器設(shè)備代碼兼容時，ADM16x可以提供更高的處理性能和更高水平的外設(shè)集成。

ADM16x是一款高度集成的高性能BLDC/PMSM控制器，內(nèi)部集成了6路 NMOSPre-Driver，運算放大器，PGA，比較器，高速 ADC,SCI,SPI 等模塊。同時，它采用高性能16位CPU,內(nèi)嵌 32Kx16 位 Flash, 512x16位ROM,最高工作頻率為40MHZ，可滿足高性能無刷電機控制的應(yīng)用要求，并簡化系統(tǒng)成本。

▲典型應(yīng)用圖

本電鉆方案依照實際裝配需要設(shè)計兩種板型，分別為缺角方形板（下稱方形板）和缺角條形板（下稱條形板），其中方形板采樣20V供電系統(tǒng)，條形板可適用與12V、16V、20V供電系統(tǒng)。電機電轉(zhuǎn)速范圍為200~23000rpm，條形板還配備有3個LED電量顯示燈。

▲板卡正面圖

▲板卡背面圖

方案參數(shù)

●可兼容12V、16V、20V供電電機

●電機轉(zhuǎn)速范圍：0～23000轉(zhuǎn)/分鐘

●最大扭矩：40N.m

●多種保護措施：過流保護、反轉(zhuǎn)保護、短路保護、過壓保護、欠壓保護、堵轉(zhuǎn)保護、電池過溫保護、MOS管過溫保護等。

本方案使用無感方波算法，通過按鈕觸發(fā)持續(xù)供電，ADC采樣按鈕按壓力度輸出相應(yīng)占空比的PWM波控制電機轉(zhuǎn)動，同時ADC還采樣電機的反電動勢控制電機正常運行。除電機控制外，ADC還對運行過程中的其他電流、電壓進行監(jiān)控，并通過狀態(tài)燈顯示出當前狀態(tài)。啟動平穩(wěn)輸出轉(zhuǎn)矩大，可通過開關(guān)自由切換旋轉(zhuǎn)方向，松開按鈕后立刻停止轉(zhuǎn)動，配有照明LED和4S的延時關(guān)電功能，方便在光線較弱的環(huán)境中檢查打孔效果。

各檔位電機相電壓波形

▲輕按電機運行波形

▲重按電機運行波形