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中科芯代理商-深圳市中芯巨能电子有限公司为您介绍基于中科芯微控制器CKS32F103CB的无感FOC风机控制方案。该方案采用闭环Luenberger观测器与PLL技术进行转子角度估计，适用于表贴式（SPMSM）和内置式（IPMSM）永磁同步电机，具有高能效、低噪声、长寿命及平稳运行的特点。
系统的核心在于速度外环与电流内环的双闭环PI调节机制。其中，电流环执行周期可达到最低35μs，确保高速响应能力。具体流程如下：
通过支持双电阻或三电阻采样的方式，利用CKS32F103CB内部的双路12位ADC完成精确电流测量。
运用Clarke与Park变换将三相电流转换至d/q坐标系下处理，便于后续的PI调节。
经过PI调节后输出电压矢量，并通过空间矢量脉宽调制（SVPWM）生成驱动信号。
最终，借助Luenberger观测器结合PLL技术实时估算转子的位置与速度，实现无感FOC控制。
为最大化发挥MCU性能，所有数据处理均采用了标幺化方法，避免了浮点运算，提高了计算效率。
CKS32F103CB作为核心控制器，具备72MHz的工作频率，能够满足实时控制需求。其主要特性包括：
高精度的双路12位ADC，提供快速且准确的数据采集功能，支持同步采样。
支持6路互补PWM输出，配合死区时间设置，有效防止短路风险，适合于三相逆变电路。
提供多种保护措施，如过流保护、过压/欠压保护等，确保系统的安全性和稳定性。
强大的抗静电和抗干扰能力，使系统能在恶劣电磁环境中稳定工作。
PCB设计注重功率与信号线路布局的优化，减少寄生参数的影响，提高整体系统性能。
实验结果展示了电机启动时的相电流波形。从静止状态开环启动到加速进入闭环控制的过程中，相电流波形平滑过渡，表明了观测器对转子位置的精准捕捉能力。而在顺风启动条件下，电机能够迅速识别当前转速并平稳切换至闭环模式，显示了系统优秀的动态适应性。
这些测试证明了CKS32F103CB在PWM分辨率、ADC精度以及指令周期方面的卓越表现，足以应对FOC控制所需的高精度要求，实现了高效的电流和转速控制。
此方案无需依赖霍尔效应传感器或编码器即可实现精确控制，降低了成本和机械故障的风险。同时，它还带来了高效能、超静音、强鲁棒性的特点，非常适合通信电源、工业设备以及新能源汽车电子散热等领域中需要高度可靠性的应用场景。此外，由于使用的是国产MCU，这不仅提升了性价比，也方便了大规模生产应用。
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