目录

前面

BLDC

HALL

BEMF

FOC

单电阻

双电阻

三电阻

关于采样串口太窄的问题

最后

前面

无论是有感还是无感，FOC还是BLDC，ADC采样都是非常重要的一环，其中难点在时序，采什么？何时采样？怎么采样？持续时间？都是值得去探究的问题。

注：在实际工程应用里，一切不贴合实际情况的分析都是che，所以这里只是就一些面上的问题进行分析，具体细节实现还需自己去尝试。

BLDC

HALL

对于BLDC控制策略来讲，最简单的是HALL有感，通过三个HALL传感器判断转子位置、转子速度、触发换相…………

不过主流很少使用ADC来实现，而是使用定时器的输入捕获功能，通过捕获到HALL信号的上升沿、下降沿进行换相判断，位置判断、速度判断。

举例：在S32K144中，FTM模块与一般定时器类似，具有输入捕获功能。

如上图， FTM2_CH1, FTM2_CH0, FTM1_CH1分别是三个通道对应HALL的ABC信号。

靠着上升—下降沿的捕获功能，准确实现六步换相策略。还可根据Tcom换相时间，计算转子速度。

关于一些更细节的东西可以看看这篇笔记：

有感BLDC—Hall代码易错点 · 语雀

BEMF

无感BLDC控制离不开反电动势过零点检测。

关于反电动势检测实现的具体原理这里不做赘述，只点出下面几点：

反电动势过零点检测要在PWM工作阶段进行采集，如下图：

绿色标注出来的部分便是反电动势的采样窗口，应在PWM高电平将要结束时测量。

当然有时候还会出现一些特殊情况，比如采样的时候刚好落在了MOS关断的时候，这样岂不是什么的采不到了？

别怕，如何解决可以参考这篇笔记：

反电动势过零点出现在MOS关断的时候怎么办？ · 语雀

采集到准确的反电动势只是第一步，还需要与总线电压的1/2作比较来判断过零点，所以总线电压与反电动势同时进行采样的。

除此之外还有总线电流的采样，放在PWM中心进行采样就可以。

但具体什么时候开始采样？就有的分析了：

在S32K144中经常采用FTM与PDB（可编程延时模块）共同触发ADC采样。

ADC由FTM和PDB模块触发 · 语雀

如上图，咱们先从上往下看，最上面就是PWM调制策略的实现：

由FTM0 init_trig进行换相触发；FTM3采用中心对齐的PWM输出模式，PWM周期为50us，频率为20KHz；通过修改FTM3_C0V的数值可以对占空比进行调节；死区时间通过配置PWM互补输出模式自动生成。

再继续往下便是PDB可编程延时模块，也就是决定反电动势与总线电压什么时候采的关键配置。

两个PDB模块分别对应ADC0,ADC1。

简单的理解PDB也是个计数器，和PWM一起开始，到达指定值时进行触发pretrig0。

从上图可以看出，BEMF是在PWM高电平后半段开始进行采集的，符合上面的分析。

再放一个总图：里面还有很多的细节，大家可以自己探索一下。

FOC

FOC矢量控制，一个关键环节就是相电流的采样与重构。

现在应用最广的便是分流电阻法：单电阻、双电阻、三电阻。

单电阻

采样电阻在三相下桥臂汇流点与电源地之间。

、

单电阻采样需要每个PWM周期采样两次，才可以重构出来三相的电流。

电流流向：

三相状态为100时，此时测出的电流为Ia。

三相状态为110时，采到的电流时Ic。

然后根据基尔霍夫电流定律求出另一相就可以了。

注意：当占空比变化时，很有可能会出现采样窗口非常小的问题，所以占空比阈值一定要设置好，防止出现采样转换还没完成就又到下一轮采样的问题。

双电阻

双电阻采样每个PWM周期进行一次采样即可。

采样时间保证在下桥臂开通的情况，并在PWM的中心对称点。

三电阻

每一相桥臂下端都设置一个采样电阻。

从理论上来说，可以同时采集三相的电流，但实际上为了避免某一项下桥臂开通时间太短的问题，导致电流采样不准确，可以避开这一相，采集另外两相，进行分扇区采样。

关于采样串口太窄的问题

从上面的单、双、三电阻采样发现，采样窗口过窄，转换时间长是一个不能忽视的问题，解决办法也多种多样，这里分享一个NXP的方案。

每两个PWM周期采集一次相电流。

在PWM周期开始（pretrig0），直流母线电压测量首先由PDB1触发。

A相和B相电流在PWM周期的中间同时测量，此时两相下桥臂打开，电流通过分流电阻。PDB0在pretrig0处触发A相电流测量，在pretrig1触发B相电流测量。

CPU由ADC1转换完全中断服务例程触发。基于上一步存储的ADC0和ADC1值，当前的PI控制器计算新的PWM占空比。然后将这些模块作为PWM模块（FTM3）的新参考发送，并在下一个PWM周期中生效。

在ADC1转换中，FTM3初始化触发器被禁用。

因此，由于缺少init_trig信号，PDB0和PDB1在下一个PWM周期内没有被触发。

FTM3在PDB1中断服务例程中再次启用FTM3初始化触发器。

借此来保证每100u进行一次相电流的检测与FOC计算。

最后

关于ADC采样时序的问题还是要根据具体情况具体分析，没有绝对的正确，只有合适不合适。