关于"STC-FOC"之我的猜想

lcws***

参考帖子：

  “最便宜的 车规-FOC，24万转@STC32G12K128-24A车规，STC-FOC 新算法库,11/30更新”
        https://www.stcaimcu.com/thread-19545-1-1.html
最初见到这个电路时，对于只使用4只电阻的过零检测感觉很神奇，但是核心代码是LIB库，
用起来多少会有点不方便，所以想要研究一下原理；
经示波器测试，相线之间的电压波形确实是正弦波，但线电流（以及总线电流）却有周期性的“断点”，
所以猜想其原理就是在UV相的交叉点附近关闭6只MOS管，通过比较器检测“过零”；
基于这种猜想，自己写代码验证了一下，确实可行；只是目前的代码还比较粗糙。
申明：
本程序仅用于研究学习，功能尚未完善，可能有BUG。
此程序仅在1806(KV2280)电机上试过，供电电压5V。
本程序根据帖子中的附件“STC_FAN_FOC库-2025年11月30日 16点46分”修改而来，未使用“STC_FAN_FOC.LIB”库。
产生三相SPWM，在固定相位区间关闭PWM（关断6只MOS管，令三相悬空）便于检测反电势过零点
（U、V相的交叉点，约位于电周期的150度），调节速度mot_speed使过零点的相位达到设定值。
当前配置：
PWM为边沿对齐模式；
PWM频率约23kHz；
PWM占空比最大255，便于用1字节来控制;
SPWM采用查表方式，周期为256；

源代码： FOC-lcw.rar (57.3 KB, 下载次数: 14)

2025-12-8 09:45 上传

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过零检测时机：

参考原理图：“SCH-STC-FOC-24万转-小功率-V1.6-20250910.pdf”

运行环境：


部分核心代码：

//pwm更新中断，约23kHz
void pwma_sr(void) interrupt 26
{
        static U8 div=0;
        static U8 zp=0,twait=0,zstate=0;
        U16 v1,v2,v3,v;
        S16 p1,p2,e;
        U8 p,c;
        PWMA_SR1=0;//清标志
        //PTEST^=1;        
        //----------产生三相SPWM
        mot_vp+=mot_speed;
        p=mot_vp>>8;//0~255
        v1=(U16)SINTAB[p]*set_duty/256+20;
        v2=(U16)SINTAB[(p-256/3)&0xFF]*set_duty/256+20;//移相120度
        v3=(U16)SINTAB[(p-512/3)&0xFF]*set_duty/256+20;
        Foc_Pwm_Swx(v1,v2,v3);
        //----------产生三相SPWM
        if(mot_state==0)//停止状态
        {
                pwm_off();
                mot_speed=SPEED_START1;
        }
        else if(mot_state==1)//开环启动
        {
                pwm_on();
                zstate=0;
                div++;
                if(div>=230)//10ms
                {
                        div=0;
                        if(mot_speed<SPEED_START2)
                        {
                                mot_speed++;
                        }
                        else if(p<20)//达到指定速度且在初始相位附近
                        {
                                mot_state++;                                
                        }
                }
        }
        else if(mot_state==2)//闭环检测
        {//在固定的相位区间里关PWM检测反电势并调速
                if(zstate==0)//等待达到指定相位关PWM
                {                        
                        if(p>(256L*(DEGSET-20)/360))//提前20度
                        {
                                PTEST=1;
                                zstate++;
                                pwm_off();//关PWM，关断6只MOS，
                        }
                }
                else if(zstate==1)//等待过零(比较器输出0)
                {
                        c=CMPCR1&1;//比较器输出
                        if(c==0)//过零
                        {
                                PTEST=0;
                                pwm_on();
                                zstate++;
                                //跟据相位差调整电周期，改变速度
                                v=65536/mot_speed;//电周期，
                                p1=p;
                                p2=256L*(DEGSET)/360;
                                e=p1-p2;//当前相位与目标相位相差
                                
                                if(e>20)e=20;
                                if(e<-20)e=-20;
                                v+=e/2;
                                //mot_speed=65536/v;        
                                mot_speed-=e;
                                
                                mot_vp=65536L*DEGSET/360;
                        }
                        if(p>=256L*(DEGSET+60)/360)//未等到过零
                        {
                                zstate=0;
                                mot_state=0;
                        }                        
                }
                else if(zstate==2)//等待下一周期
                {
                        if(p<(256L*(DEGSET-10)/360))
                                zstate=0;
                }        
        }
}
void main(void)
{
......
        while(1)
        {
                if(mot_state==0)//自动重启
                {
                        delayms(1000);
                        mot_state=1;
                }

        }
}
复制代码

梁***

过0检测原理描述正确，有2个过0点，检测其中一个即可，我习惯检测负半周的过0点。

lcws***

梁*** 发表于 2025-12-8 10:57
过0检测原理描述正确。

谢谢梁工

QQ6243***

能加我个扣扣吗，想详细了解下  624353765

lcws***

QQ6243*** 发表于 2025-12-8 12:43
能加我个扣扣吗，想详细了解下  624353765

先说说看有啥问题，万一我解决不了就尴尬了。
坛里大神多，总有能解决的；
在论坛里问也挺好的，别人有相同问题也一看就明白了。

QQ6243***

lcws*** 发表于 2025-12-8 13:41
先说说看有啥问题，万一我解决不了就尴尬了。
坛里大神多，总有能解决的；
在论坛里问也挺好的，别人有相 ...

为什么要在每个PWM周期内要更新一次PWM波形，是不是频率有点高啊
为什么不需要计算电角度，除了一个过零检测校准下，其他时候都是盲猜
还是加个扣扣吧，好多都没想通  624353765

lcws***

QQ6243*** 发表于 2025-12-8 15:04
为什么要在每个PWM周期内要更新一次PWM波形，是不是频率有点高啊
为什么不需要计算电角度，除了一个过 ...

你说的都对，每个PWM周期更新一次PWM波形，才能产生正弦波啊，不更新它不就是方波电调了？
这里FOC主打一个正弦驱动，不像方波电调那样6步就完了。
确实是不需要计算电角度、盲猜，原理和方波电调类似；
虽然方波电调在一个周期内会有6次过零，但也可以只采纳其中1次，其它的忽略掉，主要为了省电阻。
相信也有其它人和你一样的想不通，没事，多做实验验证一下。

QQ6243***

lcws*** 发表于 2025-12-8 16:38
你说的都对，每个PWM周期更新一次PWM波形，才能产生正弦波啊，不更新它不就是方波电调了？
这里FOC主打一 ...

频率不同步啊，电机转一圈，你的那张spwm表都不知道转了几圈了
他板子上还有两路ADC怎么没用上

lcws***

QQ6243*** 发表于 2025-12-8 17:09
频率不同步啊，电机转一圈，你的那张spwm表都不知道转了几圈了
他板子上还有两路ADC怎么没用上
...

确实不同步啊，电角度和机械角度不一样的，有个倍数关系，好像就叫“极对数”，方波电调也一样，一般不会六步就转一圈。

ADC没用上，作为备用，我猜是后面要研究高频注入之类的，或利用MOS管导通电阻作为电流检测之用。

QQ6243***

梁*** 发表于 2025-12-8 10:57
过0检测原理描述正确，有2个过0点，检测其中一个即可，我习惯检测负半周的过0点。 ...

检测负半周和正半期有区别吗