外骨骼关节驱动板 原理框图
MCU: GD32E503CCT6 | 功能: FOC电机驱动 / 三环闭环 / CAN通信
GD32E503CCT6
Cortex-M33 @ 184MHz
512KB Flash / 128KB SRAM
LQFP-48 (小封装,适配圆形板)
PA8/PA9/PA10: TIM0_CH1/2/3 (PWM)
PA6/PA7/PB0: ADC_IN6/7/8 (电流采样)
PB8/PB9: CAN_RX/TX
PA5/PA6/PA7: SPI1 (编码器)
PA11/PA12: USART1 (调试串口)
PB3/PB4: SWDIO/SWCLK
PB5: COMP (硬件过流比较器)
电源输入与管理
24V 电源输入
→ 反向保护MOS + 保险丝
→ DC-DC (24V→5V)
→ LDO (5V→3.3V)
24V / 5V / 3.3V
三相全桥 MOSFET 驱动
6× N-MOS (IPB019N08N 等)
三相栅极驱动芯片 (EG2133)
A相
B相
C相
→ U/V/W 输出到电机
母线电容 + 电流采样电阻
6路 PWM
U/V/W 相线
电流采样电路
分流电阻 + 运放 (INA240)
→ ADC 采样 (3相/母线)
→ 硬件比较器过流保护
ADC 采样
编码器接口
磁编码器 AS5048A (SPI)
或 ABZ 增量编码器
FPC 排线连接电机端
SPI / ABZ
CAN 收发器
SN65HVD232 / TJA1050
→ 主控板 (CAN总线)
温度采样 NTC
板载NTC + 电机绕组NTC
→ ADC 温度监控保护
硬件过流保护
比较器 + 快速关断电路
us级响应,保护MOS不炸
BLDC / PMSM
关节电机
编码器反馈
SWD 调试
FPC 预留调试口
母线滤波
电解电容 + 陶瓷电容
系统角色:单关节FOC伺服驱动 | 接收主控CAN指令,执行电流环/速度环/位置环三环闭环
设计说明:
本框图为关节驱动板系统级原理框图。GD32E503CCT6 为 C 系列小封装(LQFP-48),适配圆形关节PCB的有限空间。三相全桥驱动采用外置栅极驱动芯片 + NMOS方案,电流采样采用分流电阻 + 高精度运放,硬件过流保护由比较器实现us级快速关断。所有外围器件型号需结合实际电机参数(额定电流/电压/转速)和BOM成本最终确定。