电动工具是依靠电力驱动的各种通用建造用具,一般还是依靠工人手持操作,广泛应用于建筑装修,轻工制造等领域。相较纯人力的手工工具,电动工具通过电力大幅提高工具的扭力、转速、冲击力等,极大提升了工作效率。常见的电动工具有电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、电钻、混凝土振动器、电刨等。电动工具按级别可分为专业级、工用级和通用级。
● 从市场规模来看,2020年全球电动工具市场大约在360亿美元左右, 预计2025年会达到460亿美元左右,5年CAGR大致为5.3%。
● 从市场细分来看,以专业级以上电动工具为主的商用用途占63.2%, 相对较大,而一般居民用途占比30.8%,这样的结构在较长时间里会 维持基本稳定。
● 从地区市场来看,2019年北美、亚太和欧洲的市场规模占比大致相同 ,分别为30.8%、28.7%和28.6,拉美非洲等其他地区占比11.9%,这 样的结构同样将在较长时间内维持相对稳定,其中亚太地区到2025年 会略微上升至31.1%。
GD30DR8306 驱动器主要特点介绍
GD30DR8306是一款三相栅极驱动器,集成了可选的DC/DC降压控制器。该芯片包括三个半桥驱动器,每个驱动器能够驱动两个NMOSFET,并支持高达1.2A的拉电流和1A的灌电流能力。驱动电流将根据应用中使用的不同功率MOSFET自动适应优化电流。采用专有的转换速率控制,以降低栅极驱动的EMI。GD30DR8306可在4.5V至30V的单一电源下工作。该器件集成了支持100%占空比的可调电荷泵,以提供栅极驱动电流和内部LDO。
■ 4.5-30V宽压供电电压范围;
■ 可编程的栅极驱动电流,峰值1A灌电流和1.2A拉电流;
■ 智能高端和低端压摆率控制;
■ PWM输入控制高达200kHz;
■ 2种PWM模式(6x和3x)可选择;
■ 内部5V / 2A DC-DC降压控制器;
■ 3.3V和5V数字接口;
■ 集成5V LDO;
■ 散热增强:QFN32(5x5);
■ 保护功能:
✔ 死区时间插入;
✔ MOSFET直通保护;
✔ 过温保护;
✔ 故障诊断;
✔ VP和VDD欠压锁定(UVLO);
典型应用电路:
成功案例:
打磨机 GD32F303+GD30DR8306
配1650空心杯无刷无感电机
供电电压:7.4V锂电池/11.1V 锂电池
转速:100~30000rpm
控制方式:无霍尔FOC/ 无霍尔方波
驱动电路图如下:
(5V给运放供电及预留LED灯供电)
电路PCB板图如下
产品图
该方案的主要特点
✔ 使用的GD30DR8306 驱动芯片集成了自举电路的3个开关二极管(如IN4148), 1个5V LDO,1个DC-DC Buck控制器,使外围电路元器件少了很多,节省了PCB空间,降低了BOM成本。
✔ 采用全N MOSFET, 一致性和稳定性好。对比传统的采用P+N MOSFET的电路设计,因P MOSFET 和N MOSFET的Rdson阻值差异大, P MOSFET管速度比N慢,做弦波控制/或者方波调速控制时很难做到均衡,导致电机抖动大。
✔ 采用FOC算法控制空心杯无刷无感电机,动态性能好,工作噪音小,效率高,电机使用寿命长,用户体验好。
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