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F303_boost ハードウェア/周辺機能仕様

本資料はorion_F303_boost_v3.iocと現在のファームウェア実装を基にした概要です。回路定数やコネクタ配線の確定には回路図も併用してください。

MCUとクロック

  • MCU: STM32F303CBT6(Cortex-M4F、LQFP48)
  • システムクロック: 72 MHz(8 MHz HSE、PLL x9)
  • APB1: 36 MHz(タイマクロック72 MHz)
  • APB2: 72 MHz
  • 監視: IWDG

回路構成

昇圧チョッパでキャパシタを充電し、放電回路を使用して、2つあるコイルのどちらかに通電して放電します。 充電/放電電圧・電流については、回路的なマージンが非常に少なく、既にチューニング済みなので、特に出力や損失が増大しないように注意してください 電源はリポ6セル、充電回路はSiC MOSFET(UJ3C065080T3S)で10uHのコイルをスイッチングし、450V,680uF x2のコンデンサを充電します。 放電コイルは6.9~7.4Ωのものと、10.8~12.7Ω(10mH前後,ただし鉄心なし状態)の2種類あり、出力はSi MOSFET(IPD60R180P7 x3パラ)で行います。

制御対象

  • 昇圧PWM: TIM2 CH4
  • キッカーPWM: TIM3 CH1/CH2(ストレート/チップ)
  • ゲートドライバ負電源PWM: TIM4 CH2
  • 電源出力イネーブル: GPIO
  • 光学センサ: ADNS3080(SPI1)

アナログ計測

ADC1、ADC3、ADC4のInjected conversionを使用し、次を計測します。

  • バッテリ電圧
  • ゲートドライバ正/負電源
  • 昇圧電圧
  • バッテリ電流
  • FET温度
  • コイル1/2温度

通信

  • CAN: PA11(RX)/PA12(TX)、1 Mbit/s、normal mode
  • UART1: PA9(TX)/PA10(RX)、2,000,000 baud
  • SPI1: ADNS3080接続

保護処理

現在の実装では、次の異常を検出するとPWMと電源出力を停止し、CANでエラーを通知します。

  • バッテリ低電圧/過電圧
  • 短絡/過電流
  • ゲートドライバ正負電源異常
  • 昇圧電圧異常
  • FET過熱
  • コイル過熱

しきい値の実体はCore/Src/main.cのprotecter()を参照してください。高電圧を扱うため、実機試験では放電状態、電源制限、非常停止手段を確認してください。