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基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用,实现电动工具小型化与轻量化设计

无刷角磨机是一种采用无刷电机技术的电动工具,通过采用实心硅钢片转子等技术,避免碳刷磨损问题。相较于传统工具,功率输出提升20%,能耗降低20%,具备高效节能、低噪音、使用寿命长等特点,广泛应用于金属切割、石材打磨、焊缝抛光及工业除锈等专业领域。 

2025年全球角磨机市场规模将达到25.73亿美元。随着锂电化与无刷化的趋势加速,锂电无刷角磨机的市场占有率稳步攀升,其中家用市场占比已高达35%。

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基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用,实现电动工具小型化与轻量化设计

针对市场需求,极海基于G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用:

• 核心技术:采用无感方波控制方式,兼顾稳定与高效

• 卓越性能:输出功率1600W,最高转速可达30000rpm

• 极致设计:控制器体积小,适配手柄内嵌安装

• 安全保障:内置多种安全保护模式,确保作业安全

助力客户从传统到无刷角磨机的高效转型,快速抢占市场先机。

基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用

极海锂电式低压无刷角磨机控制器,采用极海G32F031全新一代电机控制MCU,内置DIV/MULT算法加速单元,显著提升运算性能,具备快速响应的负载保护机制及多档位调速功能,适配角磨机抛光、精磨和粗切等不同工况。搭配200V双N沟道三相电机栅极驱动器GHD3450,2.0A/2.7A拉灌电流,高驱动能力保障大电流输出,满足高功率电动工具的稳定运行。

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基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用,实现电动工具小型化与轻量化设计

应用框图

应用特点: 

高效

运算与控制

  • 内置无感比较器启动算法,实现高平滑转速效果
  • 无刷控制效率更高、使用寿命更长,且运行中无火花产生,性能稳定
  • 支持无感单电阻方波和IPD控制,有效提高启动力矩
  • 支持脉宽调节,适配各类规格电机

全方位

安全保护

  • 支持软启动设计,减少启动瞬间的扭矩冲击,根据负载变化自动调整输出,防止电机过载烧毁
  • 可选配陀螺仪传感器,实现防碰撞、防拧手、防跌落功能,在毫秒级时间内快速关闭电机
  • 具备过/欠压、过流、缺相、堵转、过温等保护功能
  • 通过严格的电源启动时序,实现防意外重启,上电防飞车,保障消费者人身安全

高集成度

与性价比

  • 内部集成多路运放与比较器,大幅精简外围电路并降低信号干扰,关键元件成本较主流方案降低约20%
  • 更小的控制体积,助力角磨机实现小型化,方便用户长时间操作及随身携带

灵活硬件

设计与适配

  • 硬件支持采用6/12颗 NMOS 并管控制,满足不同功率需求

应用参数: 

• 采用20V电机系统,支持最高70A大电流输出,最高转速可达30000rmp;

• 支持软启动功能,仅需400~600ms即可从0速运行到最高转速;

• 支持六档转速调节功能;

• 配备6路LED指示功能,实现多种场景指示;

• 内置刹车功能,确保电机在2.5秒内实现全面停止运行;

• 集成高/低温双重保护,有效防止在极端应用环境中的不安全因素。

锂电式低压无刷角磨机控制器应用核心芯片介绍

G32F031全新一代电机控制MCU 

搭载Arm® Cortex®-M0+内核,主频64MHz,Flash 64KB,SRAM 8KB,内置DIV/MULT算法加速单元,集成12位ADC/Op-Amp/COMP等外设,可为本应用提供高速运行所需要的算力、功能及资源,大幅减少产品研发周期。

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基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用,实现电动工具小型化与轻量化设计

200V电机栅极驱动器GHD3450

支持电源电压工作范围5.5~20V,悬浮偏移电压+200V,2.0/2.7A拉灌电流,内嵌自举二极管,VCC/VBS欠压保护及直通防止功能,保障电机稳定运行。

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基于极海G32F031锂电式低压无刷角磨机控制器应用,实现电动工具小型化与轻量化设计

此外,应用还支持使用即将发布的"MCU+Gate Driver" 二合一高集成电机控制SoC——G32M3115,搭载Arm® Cortex®-M0+内核,最高工作主频64MHz,集成6N 200V栅极驱动器,内置DIV/MULT算法加速单元,Op-Amp/COMP等丰富外设资源,以高集成的芯片架构,大幅精简外围电路设计,降低系统体积与成本。

极海电机控制芯片采用国内先进的工业级制程,具备极强的抗干扰性能及高性价比,适配无刷角磨机应用场景。依托极海自研电机算法及本地化技术支持,为电动及园林工具行业客户提供稳定、安全的芯片解决方案,助力客户产品快速量产上市。

来源:极海半导体

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