集成电机控制芯片PAC5523简介(Cortex-M4F内核,集成6NMOS预驱、差分运放及比较器等)
这款芯片我个人觉得非常牛,牛的一。今年2月份接触的这系列芯片,在tb以20RMB一片的价格买了五片来捣鼓,顺利用官方给的demo以无感六步换向法驱动起了无刷电机,体验还是非常不错的。现在手头还有三片,想着重温一下这个片子,拿来做一个极致迷你的平衡小车。


PAC5523评估板实物图如上图所示,官网提供了硬件工程(基于AD)、程序(芯片各外设示例demo、有感无感控制及FOC控制)与上位机(配合示例程序使用),资料较为齐全。
评估板最高支持60V电压输入,对于我们常用的开关电源芯片来说这一挡位电压算是中规中矩吧。但其实你仔细看评估板实物图会发现,板子上除了这一QFN-48封装的PAC5523外,找不到像开关电源芯片的影子。实际上,PAC5523内部集成了一路DC-DC开关降压,五路LDO(输出1.8V、3.3V、5V及2.5V的ADC基准电压):对于20V以上电源输入,需要使用芯片内部DC-DC先一级降压,这时候就需要在外围放置电感、三极管及阻容元件了;对于20V以内电源输入,则可以不用DC-DC,这时芯片外围电路究极简化。
对于无刷电机驱动的硬件方案,大体可以分为以下三种:
(1)mcu+driver+mos,比如经典的STM32单片机输出控制信号,六个NMOS组成3个半桥, 并通过TI的DRV8313进行驱动。
(2)(mcu+driver)+mos,即将mos预驱动驱动器集成到了单片机内部,PAC5523即是这种设计。此外,还有国产的FU6831(51内核)、STM32的STSPIN32G4。
(3)mcu+(driver+mos),即将三个NMOS组成的半桥和mos预驱动电路封装进一个片子,MPS的MP6540/MP6536等即是这种结构(后续会专门介绍)。
显然,PAC5523属于第二种,即将mos预驱动电路封装进了单片机里。并且,设计者还贴心的把运放电路(电流检测)、比较器电路(有感无感换相检测)也集成了进去。
OK,目前为止,我们知道了这块芯片把开关电源、线性电源、MOS预驱动、电流检测及电压比较器电路搞到了一块去,这样用该方案的时候硬件可以做到非常迷你。如下面两幅图所示,来源于hackday.io上的开源项目——基于PAC5523的有感/无感无刷电机驱动器。


总结,PAC5523单片机的应用框图归结如下,一图胜千言。

到目前为止,我们已经初步认识了这块奇奇怪怪的片子。不过对于芯片的各种电气参数、引脚配置及功能、硬件软件开发等还未做展开,考虑到内容比较多,还是分几次进行较为妥帖。
一些想法,这块片子大有可玩之处,不单单可以拿来驱动无刷电机,也可以拿来驱动两个有刷电机,做一辆平衡小车,只是这车不能原地转弯了。极致迷你,做一个B站最小平衡小车,貌似不错。