Henry教你设计一个无刷电机驱动器-电调(ESC)（无刷电机驱动器接线图）

 

正面3D效果图

反面3D效果图

顶层布线图

内层1布线图

内层2布线图

底层布线图本设计基于：Windows11操作系统设计软件：立创EDA，浏览器：Firefox电调的作用：电调是电子调速器的简称，英文：Electronic Speed Control，简称ESC作用是控制电机的运转速度。

输入直流电，可以接稳压电源或者锂电池一般用2-6节锂电池供电输出是三相脉冲直流，直接与电机的三相输入端相连电调还有一根信号线连出，用来与接收机连接，控制电机的运转设计目的：此款电调应用于无人机，此版电调不适合大规模生产，只作为验证使用

设计电调电路板所需知识：直流、交流电，PWM信号，MOS管工作原理，半桥、全桥驱动器，无刷电机工作原理设计步骤1.确定电调使用的软件系统我选择BLHeliSuite (常称为bls)开源电调系统开源地址：https://github.com/bitdump/BLHeli

根据网络资源可得知bls电调使用EFM8BB21F16G-C-QFN20微处理器，这是一颗来自SILICON LABS的8位单片机，查询datasheet（数据手册）可得知它使用了C8051内核，工作电压典型值：3.3V，主频50Mhz，内置16KB Flash，2304byte RAM，封装为QFN20。

单片机构造图2.深入了解电调工作原理使用CSDN等技术论坛可可以深入了解电调工作原理图1.控制信号 ---> MCU ---> 栅极驱动器 ---> N Mos大功率晶体管 ---> 电机2.反馈电路 ---> MCU

3.电池输入电压 ---> N Mos大功率晶体管4.电池输入电压 ---> 降压至5~10V (栅极驱动器供电电压) ---> 降压至3.3V (MCU供电电压)3.芯片选型 (根据个人需求进行选择，例如，Mos可以选择Infineon的金封Mos，内阻更小，散热更好，但成本更高)

栅极驱动器:FD6288Q（宽电压）N Mos大功率晶体管:NCE30H14K（支持高电压/30V，大电流/140A，价格相对较低）降压芯片:UMW78M09（Max 1A），UMW AMS1117-3.3（Max 1A）

4. 开始设计1) 根据开源软件确定硬件连接，并画出原理图

BLHeliSuite源代码

BLHeliSuite源代码如上图，确定MCU IO的功能，与栅极驱动器连接信号线

主芯片IO引出

栅级控制器根据芯片数据手册构建芯片外围电路

主芯片设计参考图

栅级控制器典型应用电路

主芯片外围电路

栅级控制器外围电路连接栅极驱动器与mos晶体管

mos晶体管电路电池供电接口，滤波与LDO降压

供电电路至此所有功能均已实现，原理图设计完成2) 绘制PCB文件电调PCB比较特殊，必须同时满足多个条件1. 电源导线能够通过大电流2. 滤波电容的放置3. 电路板体积，大小4. 散热5. 用户使用方便

1.按照我个人的设计思路，先设计出电路板尺寸外形1.1由于6个MOS必须按照3*2排列，即可得出电路板的宽度1.2大概排布主要元件，即可得出电路板的长度

电路局部图（mos晶体管）

2.接下来布置所有原件位置2.1将芯片（MCU，MOS，LDO）与其外围电路（电阻电容等）紧密放置，但要流出一定空间方便焊接、引出过孔，注意适当远离高压元件以防短路2.2放置滤波电容 (靠近电源输入OR靠近用电器 (MOSFET))

2.3放置ADC配置电阻（靠近MCU）

主芯片外围电路

栅极控制器外围电路

MOSFET外围电路

9V LDO

3.3V LDO

滤波电容

更多滤波电容3.连接导线（需按照DRC设计规则进行）3.1连接主要电源导线（注意导线宽度，我选用了80mil的导线宽度，并做开窗附锡处理，以应对大电流）3.2连接信号线（长度尽量缩短，不要有直角弯，宽度10mil标准宽度即可）（使用4层板，电源、信号分离）

3.3连接LDO电源（9V、3.3V）（宽度可适当加宽至14mil，路径上尽量少过孔）

信号线

电源铜箔

电源铜箔4.铺铜4.1电源正极到MOS大面积铺铜4.2剩余部分为GND负极铺铜（包括4层铜箔）4.3电机焊盘到MOS适当铺铜5.丝印（丝印应方便使用者理解接口用途，必须清晰，易理解）5.1电源正负极丝印

5.2电机接口丝印5.3信号输入接口丝印5.4调试接口丝印5.5装饰性丝印（可选）

供电丝印

调试接口

电机连接处丝印

装饰性丝印恭喜，你已经成功得到了一张电调PCB电路板，可以检查DRC后生成制板文件交给厂方制作了。

背面3D模拟图