CN113253790B - 一种碳化硅晶体管无人机电调 - Google Patents

一种碳化硅晶体管无人机电调 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种碳化硅晶体管无人机电调，碳化硅晶体管无人机电调的SBUS总线输入模块、MCU主控电路模块、三相门极驱动器模块和碳化硅功率电路模块顺次连接，并且其输入端同时连接电源电路模块，母线电压测量电路模块的输出端、温度测量电路模块的输出端和相电压采集电路模块的输出端分别与MCU主控电路模块连接，无刷电机连接相电压采集电路模块的输入端和碳化硅功率电路模块的输出端，母线电压测量电路模块的输入端连接电池模块。本发明提供的一种碳化硅晶体管无人机电调，能够使得无人机长时间飞行工作变得稳定可靠，降低了因为过热导致电调损坏的风险。

Description

一种碳化硅晶体管无人机电调
技术领域
本发明涉及无人机技术领域，具体涉及一种碳化硅晶体管无人机电调。
背景技术
半导体技术一直是推动电力电子行业发展的决定性力量。功率硅器件的应用已经相当成熟，但随着日益增长的行业需求，硅器件由于其本身物理特性的限制，已经开始不适用于一些高压、高温、高效率及高功率密度的应用场合。
碳化硅材料因其优越的物理特性，开始受到人们的关注和研究。自从碳化硅1824年被瑞典科学家发现以来，直到二十世纪五十年代后半期，才真正被纳入到固体器件的研究中来。二十世纪九十年代以来，碳化硅技术得到了迅速发展。
20世纪90年代以来，碳化硅场效应管技术的迅速发展，引起人们对这种新一代功率器件的广泛关注。与硅材料相比，碳化硅材料较高的热导率决定了其高电流密度的特性，较高的禁带宽度又决定了碳化硅器件的高击穿场强和高工作温度。尤其在碳化硅场效应管的开发与应用方面，与相同功率等级的硅场效应管相比，碳化硅场效应管导通电阻、开关损耗大幅降低，适用于更高的工作频率，另由于其高温工作特性，大大提高了高温稳定性。
传统的无人机电调一般使用硅基场效应管来作为功率器件。在无人机飞行过程中，有时会因为负载过重，作为功率逆变器件的场效应管会产生较多的热量，在高温条件下，硅基场效应管的稳定性会大打折扣，从而降低了无人机电调的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化硅晶体管无人机电调，能够使得无人机长时间飞行工作变得稳定可靠，降低了因为过热导致电调损坏的风险。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明提供一种碳化硅晶体管无人机电调，所述碳化硅晶体管无人机电调包括电源电路模块、SBUS总线输入模块、MCU主控电路模块、三相门极驱动器模块、碳化硅功率电路模块、母线电压测量电路模块、温度测量电路模块、相电压采集电路模块以及用于给电调供电的电池模块和驱动无人机的无刷电机；所述SBUS总线输入模块、所述MCU主控电路模块、所述三相门极驱动器模块和所述碳化硅功率电路模块顺次连接，并且其供电端同时连接所述电源电路模块，所述母线电压测量电路模块的输出端、所述温度测量电路模块的输出端和所述相电压采集电路模块的输出端分别与所述MCU主控电路模块连接，所述无刷电机连接所述相电压采集电路模块的输入端和所述碳化硅功率电路模块的输出端，所述母线电压测量电路模块的输入端连接所述电池模块。
可选择地，所述电池模块包括型号为2S-6S的航模动力锂电池，所述电池模块的正极VS+连接电容C24和电容C25的输入端，所述电容C24和电容C25的输出端连接所述电池模块的负极VS-。
可选择地，所述电源电路模块包括第一降压转换电路、第二降压转换电路和第三降压转换电路，所述第一降压转换电路为母线电压到15V的转换电路，所述第二降压转换电路为15V到5V的转换电路，所述第三降压转换电路为5V到3.3V的转换电路，所述第二降压转换电路的输入端连接所述第一降压转换电路的输出端，其输出端连接所述第三降压转换电路，所述电池模块的正极VS+分别通过电容C26～C34与所述电池模块的VS-SIC端口连接。
可选择地，所述第一降压转换电路包括型号为TPS5430的降压转换器U5、电阻限流电路、输入稳压二极管D1、输入电源滤波电容C14、续流二极管D2、斩波电感L1、电压反馈测量电路、接地电容C13和输出端自举电容器C12，所述电阻限流电路包括电阻R18和电阻R19，所述电压反馈测量电路包括电阻R20和电阻R21；所述电阻R18的输入端连接所述母线电压，所述电阻R19输入端连接所述电阻R18的输出端，所述降压转换器U5的VIN端口同时与接地电容C14、接地输入稳压二极管D1和所述电阻R19的输出端连接，其GND端口和PAD端口同时接地，其BOOT端口连接所述输出端自举电容器C12的输入端，所述降压转换器U5的PH端口和所述输出端自举电容器C12的输出端同时与所述斩波电感L1的输入端和所述续流二极管D2的阴极连接，所述斩波电感L1的输出端同时连接所述电阻R20的输入端和所述接地电容C13，所述降压转换器U5的VSENSE端口同时连接所述电阻R20的输出端和接地电阻R21，所述电阻R21的输出端和所述接地电容C13的输出端分别接地，所述接地电容C13的输入端作为所述第二降压转换电路的输入端；所述第二降压转换电路包括型号为LM78M05的5V直流稳压器U2、15V输入端电源滤波电容C15，第一输出端滤波电容C16和第二输出端滤波电容C17，所述15V输入端电源滤波电容C15的输出端、所述5V直流稳压器U2的接地端、所述第一输出端滤波电容C16的输出端和第二输出端滤波电容C17的输出端同时接地，所述15V输入端电源滤波电容C15的输入端和所述5V直流稳压器U2的VIN端口同时与所述第一降压转换电路的接地电容C13的输入端连接，所述5V直流稳压器U2的Vout端口同时连接所述第一输出端滤波电容C16的输入端和第二输出端滤波电容C17的输入端，且作为所述第三降压转换电路的输入端；所述第三降压转换电路包括型号为LM1117-3.3的3.3V直流稳压器U3、3.3V输入端电源滤波电容C18、第三输出端滤波电容C19和第四输出端滤波电容C20，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输入端和所述3.3V直流稳压器U3的VIN端口同时连接所述第二降压转换电路的输出端，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输出端、所述3.3V直流稳压器U3的接地端、所述第三输出端滤波电容C19的输出端和第四输出端滤波电容C20输出端同时接地，所述3.3V直流稳压器U3的Vout端口同时所述第三输出端滤波电容C19的输入端和第四输出端滤波电容C20输入端连接，且作为所述第三降压转换电路的输出端输出3.3V电压。
可选择地，所述SBUS总线输入模块包括3P接口和用于滤除SBUS总线上的干扰的一阶RC滤波器，所述一阶RC滤波器包括电阻R5和电容C4，所述3P接口包括用于连接所述SBUS总线的J1端口，连接所述电阻R5的J2端口以及和所述电容C4同时接地的J3端口。
可选择地，所述MCU主控电路模块包括型号为STM32F103C8T7的主控32位单片机U1，所述单片机U1的BOOTO端口与接地电阻R1连接，所述单片机U1的VSS_3端口、PB2端口、VSS_1端口、VSSA端口同时接地，所述单片机U1的PA14端口连接JLINK下载调试接口的TCK/SWCLK端口，其PA13端口与JLINK下载调试接口的JTMS/SWDIO端口连接，所述单片机U1的VDD_2端口分别与接地电容C3的输入端以及3.3V电压连接，其VSS_2端口与接地电容C3的输出端连接并接地；所述单片机U1的PA8接口与所述SBUS总线输入模块的接地电容C4和电阻R5连接，所述单片机U1的VDD_1端口与接地电容C8连接，所述单片机U1的VDDA端口同时与接地电容C6和接地电容C7连接，所述单片机U1的NRST端口同时与接地电容C5和电阻R4的输出端连接，所述电阻R4的输入端与3.3V电压连接，所述单片机U1的PDO-OSC_IN端口和PD1-OSC_OUT端口同时与型号为CSTCE8M00G55-R0的时钟晶振X1连接，所述单片机U1的VBAT端口和VDD_3端口同时与接地电容C1和接地电容C2的输入端以及3.3V电压连接，所述U1的PB3端口与发光二极管LED2的负极连接，所述单片机U1的PB4端口与发光二极管LED1的负极连接，所述发光二极管LED1的正极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接3.3V电压，所述发光二极管LED2的正极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端连接3.3V电压。
可选择地，所述三相门极驱动电路模块包括型号为IR2233S的门极驱动器芯片U4、电容C21、电容C22，自举二极管D3、自举二极管D4和自举二极管D5，自举电容器C23、C35和C36，母线电流测量电阻R31、电流测量保护电路、反馈电路和第五输出滤波电容C37，所述母线电流测量电阻R31的型号为CSRN2512FK15L0，所述电流测量保护电路包括电阻R27、电阻R28和二极管D7，所述反馈电路包括电阻R23和电阻R26，所述门极驱动器芯片U4的HIN1端口连接所述单片机U1的PB6端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN2端口连接所述单片机U1的PB7端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN3端口连接所述单片机U1的PB8端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN1端口连接所述单片机U1的PA7端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN2端口连接所述单片机的PB12端口和发光二极管LED3的负极连接，所述发光二极管LED3的正极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端连接3.3V电压，所述门极驱动器芯片U4的FLT_CLR端口与所述单片机U1的PB14端口连接，所述门极驱动器芯片U4的SD端口与所述单片机U1的PB13端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CAO端口同时与所述单片机U1的PA5端口、接地电容C37以及电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端同时与接地电容R26和所述门极驱动器芯片U4的CA-端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CA+端口同时与电阻R28的一端、电阻R31的一端和所述电池模块的VS-SIC端口连接，所述电阻R28的另一端同时与电阻R27的一端和二极管D7的正极连接，所述电阻R27的另一端同时连接所述门极驱动器芯片U4的VSS端口、所述电阻R31的另一端、所述接地电阻R26的接地端以及所述电池模块的负极VS-，所述门极驱动器芯片U4的COM端口和所述电池模块的VS-SIC端口连接，所述二极管D7的负极同时与所述门极驱动器芯片U4的ITRIP端口以及二极管D6的负极连接，所述二极管D6的正极与所述单片机U1的PB15端口连接，所述门极驱动器芯片U4的VS3端口与其VB3端口之间连接有电容C36，所述门极驱动器芯片U4的VS2端口与其VB2端口之间连接有电容C35，所述门极驱动器芯片U4的VS1端口与其VB1端口之间连接有电容C23，所述门极驱动器芯片U4的VB1端口与二极管D3的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB2端口与二极管D4的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB3端口与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极、所述二极管D4的正极和所述二极管D5的正极同时与15V电压连接，所述门极驱动器芯片U4的VCC端口同时与接地电容C21和电容C22的一端连接，所述电容C22的另一端与所述电池模块的负极VS-端口连接。
可选择地，所述碳化硅功率电路模块包括多个型号为IMBG120R030M1HXTMA1的碳化硅场效应管，多个所述碳化硅场效应管包括场效应管Q1～Q6以构成三相全桥逆变电路，所述场效应管Q1～Q3为三相全桥的上管，所述场效应管Q4～Q6为三相全桥的下管，所述场效应管Q1的栅极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO1端口连接，所述场效应管Q1的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q4的漏极极、所述门极驱动器芯片U4的VS1端口、所述无刷电机的P1接口和MOTOR_A接口连接，所述场效应管Q4的栅极与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO1端口，所述场效应管Q4的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接；所述场效应管Q2的栅极与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO2端口连接，所述场效应管Q2的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q5的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS2端口、所述无刷电机的P2接口和MOTOR_B接口连接，所述场效应管Q5的栅极与电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO2端口，所述场效应管Q5的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接；所述场效应管Q3的栅极与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO3端口连接，所述场效应管Q3的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q6的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS3端口、所述无刷电机的P3接口和MOTOR_C接口连接，所述场效应管Q6的栅极与电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO3端口，所述场效应管Q6的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接。
可选择地，所述温度测量电路模块包括热敏电阻R25、限流电阻R30和输出温度电压Temp信号的滤波电容C38，所述热敏电阻R25的输出端、所述限流电阻R30的输入端和所述滤波电容C38的输入端同时连接所述输出温度电压Temp信号，所述限流电阻R30的输出端和所述滤波电容C38的输出端同时接地，所述热敏电阻R25的输入端连接3.3V电压，所述温度电压Temp信号连接至单片机U1的PA6引脚；所述母线电压测量模块包括电阻R24和电阻R29，所述电阻R24一端连接所述电池模块的VS+端口，所述电阻R29的一端与所述电池模块的VS-接口连接，所述电阻R24的另一端和所述电阻R29的另一端同时作为所述母线电压测量模块的输出端与所述单片机U1的PA4端口连接。
可选择地，所述相电压采集模块包括A相相电压采集电路、滤波电容C9、B相相电压采集电路、滤波电容C10、C相相压采集电路和滤波电容C11；所述A相相电压采集电路包括电阻R6和电阻R12，所述B相相电压采集电路包括电阻R7和电阻R13，所述C相相电压采集电路包括电阻R8和电阻R14；所述电阻R6的输出端、所述电阻R12的输入端和所述滤波电容C9的输入端同时连接SENSE_A信号，所述滤波电容C9的输出端和所述R12的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R6的输入端与门极驱动器芯片U4的VS1引脚连接，所述SENSE_A信号连接至单片机U1的PA1引脚；所述电阻R7的输出端、所述电阻R13的输入端和所述滤波电容C10的输入端同时连接SENSE_B信号，所述滤波电容C10的输出端和所述R13的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R7的输入端与门极驱动器芯片U4的VS2引脚连接，所述SENSE_B信号连接至单片机U1的PA2引脚；所述电阻R8的输出端、所述电阻R14的输入端和所述滤波电容C11的输入端同时连接SENSE_C信号，所述滤波电容C11的输出端和所述R14的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R8的输入端与门极驱动器芯片U4的VS3引脚连接，所述SENSE_C信号连接至单片机U1的PA3引脚。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过在无人机电调上集成碳化硅器件，使得无人机长时间飞行工作变得稳定可靠，降低了因为过热导致电调损坏的风险。采用碳化硅器件的电调使无人机在植保、灾难救援、观察野生动物、测绘等需要长时间工作的领域，具有更高的稳定性和续航能力。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的电源电路模块的电路图；
图3为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的SBUS总线输入模块和MCU主控电路模块的电路图；
图4为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的三相门极驱动器模块的电路图；
图5为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的碳化硅功率电路模块的电路图；
图6为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的母线电压测量电路模块的电路图；
图7为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的温度测量电路模块的电路图；
图8为本发明实施例所提供的碳化硅晶体管无人机电调的相电压采集电路模块的电路图。
附图标记说明
101-电池模块；102-电源电路模块；103-SBUS总线输入模块；104-MCU主控电路模块；105-三相门极驱动器模块；106-碳化硅功率电路模块；107-母线电压测量电路模块；108-温度测量电路模块；109-相电压采集电路模块；110-无人机无刷电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
本发明实施例中，请参阅图1，本发明所述的一种碳化硅晶体管无人机电调主要所述碳化硅晶体管无人机电调包括电源电路模块102、SBUS总线输入模块103、MCU主控电路模块104、三相门极驱动器模块105、碳化硅功率电路模块106、母线电压测量电路模块107、温度测量电路模块108、相电压采集电路模块109以及用于给电调供电的电池模块101和驱动无人机的无刷电机110；
所述SBUS总线输入模块103、所述MCU主控电路模块104、所述三相门极驱动器模块105和所述碳化硅功率电路模块106顺次连接，并且其供电端同时连接所述电源电路模块102，所述母线电压测量电路模块107的输出端、所述温度测量电路模块108的输出端和所述相电压采集电路模块109的输出端分别与所述MCU主控电路模块104连接，所述无刷电机110连接所述相电压采集电路模块109的输入端和所述碳化硅功率电路模块106的输出端，所述母线电压测量电路模块107的输入端连接所述电池模块101。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过在无人机电调上集成碳化硅器件，使得无人机长时间飞行工作变得稳定可靠，降低了因为过热导致电调损坏的风险。采用碳化硅器件的电调使无人机在植保、灾难救援、观察野生动物、测绘等需要长时间工作的领域，具有更高的稳定性和续航能力。
这里需要说明的是，所述电源电路模块102主要用于向SBUS总线输入模块103、MCU主控电路模块104、三相门极驱动器模块105分别提供5V、3.3V、15V的电压，同时向碳化硅功率电路模块106提供母线电压。所述SBUS总线输入模块103主要用于连接无人机接收机或者飞控SBUS总线，并且连接MCU主控电路模块104。所述MCU主控电路模块104主要由微控制器芯片组成，用于处理电机控制和信号采集，作为整个无人机电调的核心处理器。所述三相门极驱动器模块105采用六合一门极驱动芯片，将六个独立驱动器集成到一起，主要用于对输入信号电流进行放大，使输出可以驱动功率器件。所述碳化硅功率电路模块106主要由六个碳化硅场效应管构成，形成三相逆变电路，通过三相门极驱动器模块105的驱动可以输出驱动三相无刷电机，尤其是无人机无刷电机。所述母线电压测量电路模块107主要用于测量电调的母线电压，可以通过MCU主控电路模块104实现欠压提示和宽电压兼容。所述温度测量电路模块108主要用于测量碳化硅功率电路模块106的工作温度，并将温度值反馈给MCU主控电路模块104进行监控。所述相电压采集电路模块109主要用于测量无人机无刷电机A、B、C相的相电压，以通过MCU主控电路模块104实现无感无刷控制。
可选择地，本发明所述的锂离子电池101可以是无人机专用的2S-6S航模动力锂电池，这样会使得本发明的无人机电调具有较大的电流输出。
可选择地，请参阅图2，是本发明所述的电源电路模块102的示意图，所述电源电路模块包括第一降压转换电路、第二降压转换电路和第三降压转换电路，所述第一降压转换电路为母线电压到15V的转换电路，所述第二降压转换电路为15V到5V的转换电路，所述第三降压转换电路为5V到3.3V的转换电路，所述第二降压转换电路的输入端连接所述第一降压转换电路的输出端，其输出端连接所述第三降压转换电路，所述电池模块的正极VS+分别通过电容C26～C34与所述电池模块的VS-SIC端口连接。
所述第一降压转换电路包括型号为TPS5430的降压转换器U5、电阻限流电路、输入稳压二极管D1、输入电源滤波电容C14、续流二极管D2、斩波电感L1、电压反馈测量电路、接地电容C13和输出端自举电容器C12，所述电阻限流电路包括电阻R18和电阻R19，所述电压反馈测量电路包括电阻R20和电阻R21；
所述电阻R18的输入端连接所述母线电压，所述电阻R19输入端连接所述电阻R18的输出端，所述降压转换器U5的VIN端口同时与接地电容C14、接地输入稳压二极管D1和所述电阻R19的输出端连接，其GND端口和PAD端口同时接地，其BOOT端口连接所述输出端自举电容器C12的输入端，所述降压转换器U5的PH端口和所述输出端自举电容器C12的输出端同时与所述斩波电感L1的输入端和所述续流二极管D2的阴极连接，所述斩波电感L1的输出端同时连接所述电阻R20的输入端和所述接地电容C13，所述降压转换器U5的VSENSE端口同时连接所述电阻R20的输出端和接地电阻R21，所述电阻R21的输出端和所述接地电容C13的输出端分别接地，所述接地电容C13的输入端作为所述第二降压转换电路的输入端；
所述第二降压转换电路包括型号为LM78M05的5V直流稳压器U2、15V输入端电源滤波电容C15，第一输出端滤波电容C16和第二输出端滤波电容C17，所述15V输入端电源滤波电容C15的输出端、所述5V直流稳压器U2的接地端、所述第一输出端滤波电容C16的输出端和第二输出端滤波电容C17的输出端同时接地，所述15V输入端电源滤波电容C15的输入端和所述5V直流稳压器U2的VIN端口同时与所述第一降压转换电路的接地电容C13的输入端连接，所述5V直流稳压器U2的Vout端口同时连接所述第一输出端滤波电容C16的输入端和第二输出端滤波电容C17的输入端，且作为所述第三降压转换电路的输入端；
所述第三降压转换电路包括型号为LM1117-3.3的3.3V直流稳压器U3、3.3V输入端电源滤波电容C18、第三输出端滤波电容C19和第四输出端滤波电容C20，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输入端和所述3.3V直流稳压器U3的VIN端口同时连接所述第二降压转换电路的输出端，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输出端、所述3.3V直流稳压器U3的接地端、所述第三输出端滤波电容C19的输出端和第四输出端滤波电容C20输出端同时接地，所述3.3V直流稳压器U3的Vout端口同时所述第三输出端滤波电容C19的输入端和第四输出端滤波电容C20输入端连接，且作为所述第三降压转换电路的输出端输出3.3V电压。
具体地，U5是5.5V至36V输入3A 500kHz降压转换器，其型号为TPS5430。R18、R19构成输入电阻限流电路，D1是输入稳压二极管，电压为24V，电容C14为输入电源滤波电容。C12为U5输出端自举电容器，D2为续流二极管。L1是U5的斩波电感，并且由电阻R20和R21构成电压反馈测量电路，C13为输出电源滤波电容。上述电路构成了母线电压到15V的转换电路。其中U2为5V直流稳压器，其型号为LM78M05，C15为15V输入端电源滤波电容，C16、C17为输出端滤波电容。上述电路构成了15V到5V的转换电路。其中U3为3.3V直流稳压器，其型号为LM1117-3.3，C18为输入端电源滤波电容，C19、C20为输出端滤波电容。上述电路构成了5V到3.3V的转换电路。电容C24、C25为母线储能电容，电容C26～C34为母线电源滤波电容。综上所述，本电路将母线电压转换为15V、5V、3.3V多路直流电压，提供给SBUS总线输入模块103、MCU主控电路模块104和三相门极驱动器模块105，另外对母线进行电源滤波和储能，起到了电源电路的功能。
此外，在本发明所提供的具体实施例中，请参阅图3，本发明所述的SBUS总线输入模块103部分和MCU主控电路模块104部分的示意图。所述SBUS总线输入模块包括3P接口和用于滤除SBUS总线上的干扰的一阶RC滤波器，所述一阶RC滤波器包括电阻R5和电容C4，所述3P接口包括用于连接所述SBUS总线的J1端口，连接所述电阻R5的J2端口以及和所述电容C4同时接地的J3端口。
具体地，所述SBUS总线输入模块103部分，其中J1是3P接口，用于连接SBUS总线。由电阻R5和电容C4构成输入PWM信号一阶RC滤波器,用于滤除SBUS总线上的干扰。J1另外可以向SBUS总线提供5V直流电源。综上所述，本电路主要用于SBUS总线的输入接口，可以用于连接无人机的接收机或飞控。
除此之外，所述MCU主控电路模块包括型号为STM32F103C8T7的主控32位单片机U1，所述单片机U1的BOOTO端口与接地电阻R1连接，所述单片机U1的VSS_3端口、PB2端口、VSS_1端口、VSSA端口同时接地，所述单片机U1的PA14端口连接JLINK下载调试接口的TCK/SWCLK端口，其PA13端口与JLINK下载调试接口的JTMS/SWDIO端口连接，所述单片机U1的VDD_2端口分别与接地电容C3的输入端以及3.3V电压连接，其VSS_2端口与接地电容C3的输出端连接并接地；所述单片机U1的PA8接口与所述SBUS总线输入模块的接地电容C4和电阻R5连接，所述单片机U1的VDD_1端口与接地电容C8连接，所述单片机U1的VDDA端口同时与接地电容C6和接地电容C7连接，所述单片机U1的NRST端口同时与接地电容C5和电阻R4的输出端连接，所述电阻R4的输入端与3.3V电压连接，所述单片机U1的PDO-OSC_IN端口和PD1-OSC_OUT端口同时与型号为CSTCE8M00G55-R0的时钟晶振X1连接，所述单片机U1的VBAT端口和VDD_3端口同时与接地电容C1和接地电容C2的输入端以及3.3V电压连接，所述U1的PB3端口与发光二极管LED2的负极连接，所述单片机U1的PB4端口与发光二极管LED1的负极连接，所述发光二极管LED1的正极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接3.3V电压，所述发光二极管LED2的正极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端连接3.3V电压。
具体请参考图3所示，所述MCU主控电路模块104部分，其中U1为主控32位单片机，其型号为STM32F103C8T7。其中电容C1～C3和C6～C8分别为U1的VDD电源3.3V的各支路滤波电容。其中电阻R4和电容C5构成U1上电复位电路，电阻R1用于配置U1的BOOT0启动模式。X1为U1的时钟晶振，时钟频率为8MHz，其型号为CSTCE8M00G55-R0。LED1、LED2为U1的状态指示灯，电阻R2、R3为其限流电阻。CN1为U1的JLINK下载调试接口，分别连接U1的TCK/SWCLK、JTMS/SWDIO、NRST等信号。TP1～TP3为U1的UART串口调试点，用于通过串口调试MCU。U1通过数字信号HIN1～HIN3和数字信号LIN1～LIN3输出PWM驱动信号给三相门极驱动器模块105以驱动电机旋转，并且通过模拟信号SENSE_A、SENSE_B、SENSE_C探测无人机无刷电机的相电压，经过U1内部的模数转换器转换为数字量提供给电机矢量控制算法处理。信号SENSE_VIN用于反馈电机的母线电压给U1内部的模数转换器，信号SENSE_CURRENT用于反馈母线电流到U1内部的模数转换器。信号Temp是温度测量电路反馈的碳化硅功率电路模块106的温度模拟信号给U1内部的模数转换器。信号FAULT(错误状态)连接三相门极驱动器模块105并通过U12的25引脚输入；信号SD(逻辑关断信号)连接三相门极驱动器模块105并通过U12的26引脚输出；信号FLT_CLR(错误清除信号)连接三相门极驱动器模块105并通过U12的27引脚输出；信号ITRIP(过流信号)连接三相门极驱动器模块105并通过U12的28引脚输出。综上所述，本电路主要用于作为无刷电机控制的主控使用，并且用于产生驱动电机的PWM信号和对电机相电压进行采集，从而实现对无人机无刷电机的FOC矢量驱动控制。
在本发明中，对U1的型号没有特殊要求，只要是低功耗MCU芯片即可。例如，U1可以是8位AVR单片机Atmega328p。
另外，在本发明的实施例中，所述三相门极驱动电路模块105包括型号为IR2233S的门极驱动器芯片U4、电容C21、电容C22，自举二极管D3、自举二极管D4和自举二极管D5，自举电容器C23、C35和C36，母线电流测量电阻R31、电流测量保护电路、反馈电路和第五输出滤波电容C37，所述母线电流测量电阻R31的型号为CSRN2512FK15L0，所述电流测量保护电路包括电阻R27、电阻R28和二极管D7，所述反馈电路包括电阻R23和电阻R26，所述门极驱动器芯片U4的HIN1端口连接所述单片机U1的PB6端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN2端口连接所述单片机U1的PB7端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN3端口连接所述单片机U1的PB8端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN1端口连接所述单片机U1的PA7端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN2端口连接所述单片机的PB12端口和发光二极管LED3的负极连接，所述发光二极管LED3的正极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端连接3.3V电压，所述门极驱动器芯片U4的FLT_CLR端口与所述单片机U1的PB14端口连接，所述门极驱动器芯片U4的SD端口与所述单片机U1的PB13端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CAO端口同时与所述单片机U1的PA5端口、接地电容C37以及电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端同时与接地电容R26和所述门极驱动器芯片U4的CA-端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CA+端口同时与电阻R28的一端、电阻R31的一端和所述电池模块的VS-SIC端口连接，所述电阻R28的另一端同时与电阻R27的一端和二极管D7的正极连接，所述电阻R27的另一端同时连接所述门极驱动器芯片U4的VSS端口、所述电阻R31的另一端、所述接地电阻R26的接地端以及所述电池模块的负极VS-，所述门极驱动器芯片U4的COM端口和所述电池模块的VS-SIC端口连接，所述二极管D7的负极同时与所述门极驱动器芯片U4的ITRIP端口以及二极管D6的负极连接，所述二极管D6的正极与所述单片机U1的PB15端口连接，所述门极驱动器芯片U4的VS3端口与其VB3端口之间连接有电容C36，所述门极驱动器芯片U4的VS2端口与其VB2端口之间连接有电容C35，所述门极驱动器芯片U4的VS1端口与其VB1端口之间连接有电容C23，所述门极驱动器芯片U4的VB1端口与二极管D3的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB2端口与二极管D4的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB3端口与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极、所述二极管D4的正极和所述二极管D5的正极同时与15V电压连接，所述门极驱动器芯片U4的VCC端口同时与接地电容C21和电容C22的一端连接，所述电容C22的另一端与所述电池模块的负极VS-端口连接。
具体请参阅图4，是本发明所述的三相门极驱动电路模块105的示意图，其中U4为六合一1200V门极驱动器芯片，其型号为IR2233S。C21、C22为U4的15V驱动电源的电源滤波电容。D3～D5为U4的高端输出驱动信号的自举二极管，电容C23、C35、C36为U4的高端输出驱动信号的自举电容器。MCU主控电路输出的PWM驱动信号HIN1～HIN3和LIN1～LIN3通过U4的22～27六个引脚输入，并且通过HO1信号(19引脚)、HO2信号(16引脚)、HO3信号(13引脚)、LO1信号(11引脚)、LO2信号(10引脚)、LO3信号(9引脚)以及VS1信号(18引脚)、VS2信号(15引脚)、VS3信号(12引脚)输出连接碳化硅功率电路。U4的FAULT(错误状态)信号通过28引脚输出到MCU主控电路，LED3为U4输出错误状态指示灯，电阻R22为其限流电阻。信号ITRIP(过流信号)连接MCU主控电路，D6为ITRIP过流信号单相输入二极管，用于控制ITRIP信号输入的方向。信号FLT_CLR(错误清除信号)由MCU主控电路输入到U4的2引脚，用于清除U4的错误状态。信号SD(逻辑关断信号)由MCU主控电路输入到U4的6引脚，用于U4的逻辑输入关断。电阻R31为母线电流测量电阻，其电阻值为15毫欧，其型号为CSRN2512FK15L0。由电阻R27、R28和D7二极管构成电流测量保护电路，当电阻R31的测量电流超过56A时，R27分压大于0.5V，通过D7输出给U4的1引脚内部的电压比较器，当比较器电压大于0.5V时，会触发U4过流保护，从而使U4输出关断。同时电阻R31的电压值会被反馈到U4的5引脚，即内部放大器的同相输入端，经过放大器放大输出，电阻R23、R26构成反馈电路，C37为输出滤波电容。综上所述，本电路主要用于对MCU主控电路输出的PWM信号进行放大，使输出信号足以驱动碳化硅功率电路的中的碳化硅场效应管。
这里需要说明的是，在本发明中，对门极驱动器芯片U4的形式没有特殊要求，只要能够驱动碳化硅场效应管即可。例如，U4可以是1200V六合一SOI薄膜门极驱动器6ED2230S12T。
此外，请参阅图5，是本发明所述的碳化硅功率电路模块106的示意图，所述碳化硅功率电路模块106包括多个型号为IMBG120R030M1HXTMA1的碳化硅场效应管，多个所述碳化硅场效应管包括场效应管Q1～Q6以构成三相全桥逆变电路，所述场效应管Q1～Q3为三相全桥的上管，所述场效应管Q4～Q6为三相全桥的下管，所述场效应管Q1的栅极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO1端口连接，所述场效应管Q1的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q4的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS1端口、所述无刷电机的P1接口和MOTOR_A接口连接，所述场效应管Q4的栅极与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO1端口，所述场效应管Q4的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接；
所述场效应管Q2的栅极与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO2端口连接，所述场效应管Q2的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q5的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS2端口、所述无刷电机的P2接口和MOTOR_B接口连接，所述场效应管Q5的栅极与电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO2端口，所述场效应管Q5的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接；
所述场效应管Q3的栅极与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO3端口连接，所述场效应管Q3的漏极与所述电池模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q6的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS3端口、所述无刷电机的P3接口和MOTOR_C接口连接，所述场效应管Q6的栅极与电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO3端口，所述场效应管Q6的源极与所述电源模块的VS-SIC接口连接。
综上所述，本电路构成了电调的逆变功率电路部分，采用碳化硅场效应管作为主要功率器件。同样的，在本发明中，对Q1～Q6的型号没有特殊要求，只要是碳化硅场效应管即可。例如，Q1～Q6型号可以是IMBG120R140M1HXTMA1。
可选择地，请参阅图6，是本发明所述的母线电压测量模块107的示意图，所述母线电压测量模块107包括电阻R24和电阻R29，所述电阻R24一端连接所述电池模块的VS+端口，所述电阻R29的一端与所述电池模块的VS-接口连接，所述电阻R24的另一端和所述电阻R29的另一端同时作为所述母线电压测量模块的输出端与所述单片机U1的PA4端口连接。其中R24和R26构成分压测量电路，并通过SENSE_VIN信号将电压反馈给模块104。综上所述，本电路构成了母线电压测量模块，可以实时监控母线电压。
可选择地，请参阅图7，是本发明所述的温度测量电路模块108的示意图，所述温度测量电路模块包括热敏电阻R25、限流电阻R30和输出温度电压Temp信号的滤波电容C38，所述热敏电阻R25的输出端、所述限流电阻R30的输入端和所述滤波电容C38的输入端同时连接所述输出温度电压Temp信号，所述限流电阻R30的输出端和所述滤波电容C38的输出端同时接地，所述热敏电阻R25的输入端连接3.3V电压，所述温度电压Temp信号连接至单片机U1的PA6引脚。综上所述，本电路模块构成了对碳化硅功率电路模块106温度监测，可以将碳化硅功率电路模块106的温度反馈给MCU主控电路模块104，并且在碳化硅功率电路模块106超温时实现对电路的保护。这里，本发明对温度测量电路模块108的形式没有特殊要求，只要能够测量温度即可。例如，温度测量电路模块也可以由LM35集成温度传感器构成。
进一步的，请参阅图8，是本发明所述的相电压采集模块109的示意图，所述相电压采集模块109包括A相相电压采集电路、滤波电容C9、B相相电压采集电路、滤波电容C10、C相相压采集电路和滤波电容C11；
所述A相相电压采集电路包括电阻R6和电阻R12，所述B相相电压采集电路包括电阻R7和电阻R13，所述C相相电压采集电路包括电阻R8和电阻R14；
所述电阻R6的输出端、所述电阻R12的输入端和所述滤波电容C9的输入端同时连接SENSE_A信号，所述滤波电容C9的输出端和所述R12的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R6的输入端与门极驱动器芯片U4的VS1引脚连接，所述SENSE_A信号连接至单片机U1的PA1引脚；
所述电阻R7的输出端、所述电阻R13的输入端和所述滤波电容C10的输入端同时连接SENSE_B信号，所述滤波电容C10的输出端和所述R13的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R7的输入端与门极驱动器芯片U4的VS2引脚连接，所述SENSE_B信号连接至单片机U1的PA2引脚；
所述电阻R8的输出端、所述电阻R14的输入端和所述滤波电容C11的输入端同时连接SENSE_C信号，所述滤波电容C11的输出端和所述R14的输出端同时与所述电源模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R8的输入端与门极驱动器芯片U4的VS3引脚连接，所述SENSE_C信号连接至单片机U1的PA3引脚。
具体地，R6和R12构成了A相相电压采集电路，C9为SENSE_A信号的滤波电容，SENSE_A信号连接MCU主控电路模块104。其中R7和R13构成了B相相电压采集电路，C10为SENSE_B信号的滤波电容，SENSE_B信号连接MCU主控电路模块104。其中R8和R14构成了B相相电压采集电路，C11为SENSE_C信号的滤波电容，SENSE_C信号连接MCU主控电路模块104。综上所述，本电路构成了无刷电机的A、B、C三相的相电压采集电路，将A、B、C三相的相电压反馈给MCU主控电路模块104，经过模数转换后可以通过矢量控制技术实现对无刷电机的无感驱动。
除此之外，本发明所述的无人机无刷电机110可以是无人机专用的无感无刷电机，具有较高的输出转速和输出转矩。
综上所述，当所述一种碳化硅晶体管无人机电调工作时，锂离子电池101向电源电路提供母线电源，通过电源电路102将母线电压转换为5V、3.3V、15V的电源分别提供给SBUS总线输入模块103、MCU主控电路模块104、三相门极驱动器模块105，同时向碳化硅功率电路模块106提供母线电源。无人机飞控发来的控制信号通过SBUS总线输入模块103输入给MCU主控电路104，MCU主控电路104对于输入的SBUS脉宽调制信号进行比较，判断出无刷电机的速度值，并且将电机驱动PWM信号输出给三相门极驱动器模块105。三相门极驱动器模块105对输入的PWM电机驱动信号进行放大后，输出给碳化硅功率电路106，由碳化硅功率电路模块106构成的三相全桥逆变电路受三相门极驱动器模块105的驱动产生三相交流电，从而驱动无人机无刷电机110的旋转。同时，相电压采集电路模块109会采集A、B、C三相的相电压并反馈给MCU主控电路模块104，从而通过矢量控制算法实现无感无刷控制。通过母线电压测量模块107可以使MCU主控电路模块104可以针对于不同的母线电压，即不同的锂电池数量实现灵活的对电机的宽电压控制。温度测量电路108会监控碳化硅功率电路模块106的温度，从而对碳化硅功率电路模块106实现保护。本发明采用了碳化硅半导体功率器件，提高了无人机电调的温度耐受和瞬时功率，优化了原有硅基器件电调的性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述碳化硅晶体管无人机电调包括电源电路模块、SBUS总线输入模块、MCU主控电路模块、三相门极驱动器模块、碳化硅功率电路模块、母线电压测量电路模块、温度测量电路模块、相电压采集电路模块以及用于给电调供电的电池模块和驱动无人机的无刷电机；
所述SBUS总线输入模块、所述MCU主控电路模块、所述三相门极驱动器模块和所述碳化硅功率电路模块顺次连接，并且其供电端同时连接所述电源电路模块，所述母线电压测量电路模块的输出端、所述温度测量电路模块的输出端和所述相电压采集电路模块的输出端分别与所述MCU主控电路模块连接，所述无刷电机连接所述相电压采集电路模块的输入端和所述碳化硅功率电路模块的输出端，所述母线电压测量电路模块的输入端连接所述电池模块；
所述电源电路模块包括第一降压转换电路、第二降压转换电路和第三降压转换电路，所述第一降压转换电路为母线电压到15V的转换电路，所述第二降压转换电路为15V到5V的转换电路，所述第三降压转换电路为5V到3.3V的转换电路，所述第二降压转换电路的输入端连接所述第一降压转换电路的输出端，其输出端连接所述第三降压转换电路，所述电池模块的正极VS+分别通过电容C26~C34与所述电池模块的VS-SIC端口连接；
所述第一降压转换电路包括型号为TPS5430的降压转换器U5、电阻限流电路、输入稳压二极管D1、输入电源滤波电容C14、续流二极管D2、斩波电感L1、电压反馈测量电路、接地电容C13和输出端自举电容器C12，所述电阻限流电路包括电阻R18和电阻R19，所述电压反馈测量电路包括电阻R20和电阻R21；
所述电阻R18的输入端连接所述母线电压，所述电阻R19输入端连接所述电阻R18的输出端，所述降压转换器U5的VIN端口同时与接地电容C14、接地输入稳压二极管D1和所述电阻R19的输出端连接，其GND端口和PAD端口同时接地，其BOOT端口连接所述输出端自举电容器C12的输入端，所述降压转换器U5的PH端口和所述输出端自举电容器C12的输出端同时与所述斩波电感L1的输入端和所述续流二极管D2的阴极连接，所述斩波电感L1的输出端同时连接所述电阻R20的输入端和所述接地电容C13，所述降压转换器U5的VSENSE端口同时连接所述电阻R20的输出端和接地电阻R21，所述电阻R21的输出端和所述接地电容C13的输出端分别接地，所述接地电容C13的输入端作为所述第二降压转换电路的输入端；
所述第二降压转换电路包括型号为LM78M05的5V直流稳压器U2、15V输入端电源滤波电容C15，第一输出端滤波电容C16和第二输出端滤波电容C17，所述15V输入端电源滤波电容C15的输出端、所述5V直流稳压器U2的接地端、所述第一输出端滤波电容C16的输出端和第二输出端滤波电容C17的输出端同时接地，所述15V输入端电源滤波电容C15的输入端和所述5V直流稳压器U2的VIN端口同时与所述第一降压转换电路的接地电容C13的输入端连接，所述5V直流稳压器U2的Vout端口同时连接所述第一输出端滤波电容C16的输入端和第二输出端滤波电容C17的输入端，且作为所述第三降压转换电路的输入端；
所述第三降压转换电路包括型号为LM1117-3.3的3.3V直流稳压器U3、3.3V输入端电源滤波电容C18、第三输出端滤波电容C19和第四输出端滤波电容C20，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输入端和所述3.3V直流稳压器U3的VIN端口同时连接所述第二降压转换电路的输出端，所述3.3V输入端电源滤波电容C18的输出端、所述3.3V直流稳压器U3的接地端、所述第三输出端滤波电容C19的输出端和第四输出端滤波电容C20输出端同时接地，所述3.3V直流稳压器U3的Vout端口同时所述第三输出端滤波电容C19的输入端和第四输出端滤波电容C20输入端连接，且作为所述第三降压转换电路的输出端输出3.3V电压。
2.根据权利要求1所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述电池模块包括型号为2S-6S的航模动力锂电池，所述电池模块的正极VS+连接电容C24和电容C25的输入端，所述电容C24和电容C25的输出端连接所述电池模块的负极VS-。
3.根据权利要求1所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述SBUS总线输入模块包括3P接口和用于滤除SBUS总线上的干扰的一阶RC滤波器，所述一阶RC滤波器包括电阻R5和电容C4，所述3P接口包括用于连接所述SBUS总线的J1端口，连接所述电阻R5的J2端口以及和所述电容C4同时接地的J3端口。
4.根据权利要求3所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述MCU主控电路模块包括型号为STM32F103C8T7的主控32位单片机U1，所述单片机U1的BOOTO端口与接地电阻R1连接，所述单片机U1的VSS_3端口、PB2端口、VSS_1端口、VSSA端口同时接地，所述单片机U1的PA14端口连接JLINK下载调试接口的TCK/SWCLK端口，其PA13端口与JLINK下载调试接口的JTMS/SWDIO端口连接，所述单片机U1的VDD_2端口分别与接地电容C3的输入端以及3.3V电压连接，其VSS_2端口与接地电容C3的输出端连接并接地；所述单片机U1的PA8接口与所述SBUS总线输入模块的接地电容C4和电阻R5连接，所述单片机U1的VDD_1端口与接地电容C8连接，所述单片机U1的VDDA端口同时与接地电容C6和接地电容C7连接，所述单片机U1的NRST端口同时与接地电容C5和电阻R4的输出端连接，所述电阻R4的输入端与3.3V电压连接，所述单片机U1的PDO-OSC_IN端口和PD1-OSC_OUT端口同时与型号为CSTCE8M00G55-R0的时钟晶振X1连接，所述单片机U1的VBAT端口和VDD_3端口同时与接地电容C1和接地电容C2的输入端以及3.3V电压连接，所述单片机U1的PB3端口与发光二极管LED2的负极连接，所述单片机U1的PB4端口与发光二极管LED1的负极连接，所述发光二极管LED1的正极与电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端连接3.3V电压，所述发光二极管LED2的正极与电阻R3的一端连接，所述电阻R3的另一端连接3.3V电压。
5.根据权利要求4所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述三相门极驱动电路模块包括型号为IR2233S的门极驱动器芯片U4、电容C21、电容C22，自举二极管D3、自举二极管D4和自举二极管D5，自举电容器C23、C35和C36，母线电流测量电阻R31、电流测量保护电路、反馈电路和第五输出滤波电容C37，所述母线电流测量电阻R31的型号为CSRN2512FK15L0，所述电流测量保护电路包括电阻R27、电阻R28和二极管D7，所述反馈电路包括电阻R23和电阻R26，所述门极驱动器芯片U4的HIN1端口连接所述单片机U1的PB6端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN2端口连接所述单片机U1的PB7端口，所述门极驱动器芯片U4的HIN3端口连接所述单片机U1的PB8端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN1端口连接所述单片机U1的PA7端口，所述门极驱动器芯片U4的LIN2端口连接所述单片机的PB12端口和发光二极管LED3的负极连接，所述发光二极管LED3的正极与电阻R22的一端连接，所述电阻R22的另一端连接3.3V电压，所述门极驱动器芯片U4的FLT_CLR端口与所述单片机U1的PB14端口连接，所述门极驱动器芯片U4的SD端口与所述单片机U1的PB13端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CAO端口同时与所述单片机U1的PA5端口、接地电容C37以及电阻R23的一端连接，所述电阻R23的另一端同时与接地电容R26和所述门极驱动器芯片U4的CA-端口连接，所述门极驱动器芯片U4的CA+端口同时与电阻R28的一端、电阻R31的一端和所述电源电路模块的VS-SIC端口连接，所述电阻R28的另一端同时与电阻R27的一端和二极管D7的正极连接，所述电阻R27的另一端同时连接所述门极驱动器芯片U4的VSS端口、所述电阻R31的另一端、所述接地电阻R26的接地端以及所述电源电路模块的负极VS-，所述门极驱动器芯片U4的COM端口和所述电源电路模块的VS-SIC端口连接，所述二极管D7的负极同时与所述门极驱动器芯片U4的ITRIP端口以及二极管D6的负极连接，所述二极管D6的正极与所述单片机U1的PB15端口连接，所述门极驱动器芯片U4的VS3端口与其VB3端口之间连接有电容C36，所述门极驱动器芯片U4的VS2端口与其VB2端口之间连接有电容C35，所述门极驱动器芯片U4的VS1端口与其VB1端口之间连接有电容C23，所述门极驱动器芯片U4的VB1端口与二极管D3的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB2端口与二极管D4的负极连接，所述门极驱动器芯片U4的VB3端口与二极管D5的负极连接，所述二极管D3的正极、所述二极管D4的正极和所述二极管D5的正极同时与15V电压连接，所述门极驱动器芯片U4的VCC端口同时与接地电容C21和电容C22的一端连接，所述电容C22的另一端与所述电源电路模块的负极VS-端口连接。
6.根据权利要求5所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述碳化硅功率电路模块包括多个型号为IMBG120R030M1HXTMA1的碳化硅场效应管，多个所述碳化硅场效应管包括场效应管Q1~Q6以构成三相全桥逆变电路，所述场效应管Q1~Q3为三相全桥的上管，所述场效应管Q4~Q6为三相全桥的下管，所述场效应管Q1的栅极与电阻R9的一端连接，所述电阻R9的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO1端口连接，所述场效应管Q1的漏极与所述电源电路模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q4的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS1端口、所述无刷电机的P1接口和MOTOR_A接口连接，所述场效应管Q4的栅极与电阻R15的一端连接，所述电阻R15的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO1端口，所述场效应管Q4的源极与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接；
所述场效应管Q2的栅极与电阻R10的一端连接，所述电阻R10的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO2端口连接，所述场效应管Q2的漏极与所述电源电路模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q5的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS2端口、所述无刷电机的P2接口和MOTOR_B接口连接，所述场效应管Q5的栅极与电阻R16的一端连接，所述电阻R16的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO2端口，所述场效应管Q5的源极与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接；
所述场效应管Q3的栅极与电阻R11的一端连接，所述电阻R11的另一端与所述门极驱动器芯片U4的HO3端口连接，所述场效应管Q3的漏极与所述电源电路模块的正极VS+连接，其源极同时连接所述场效应管Q6的漏极、所述门极驱动器芯片U4的VS3端口、所述无刷电机的P3接口和MOTOR_C接口连接，所述场效应管Q6的栅极与电阻R17的一端连接，所述电阻R17的另一端连接所述门极驱动芯片U4的LO3端口，所述场效应管Q6的源极与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接。
7.根据权利要求5所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述温度测量电路模块包括热敏电阻R25、限流电阻R30和输出温度电压Temp信号的滤波电容C38，所述热敏电阻R25的输出端、所述限流电阻R30的输入端和所述滤波电容C38的输入端同时连接所述输出温度电压Temp信号，所述限流电阻R30的输出端和所述滤波电容C38的输出端同时接地，所述热敏电阻R25的输入端连接3.3V电压，所述温度电压Temp信号连接至单片机U1的PA6引脚；
所述母线电压测量模块包括电阻R24和电阻R29，所述电阻R24一端连接所述电池模块的VS+端口，所述电阻R29的一端与所述电池模块的VS-接口连接，所述电阻R24的另一端和所述电阻R29的另一端同时作为所述母线电压测量模块的输出端与所述单片机U1的PA4端口连接。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的碳化硅晶体管无人机电调，其特征在于，所述相电压采集模块包括A相相电压采集电路、滤波电容C9、B相相电压采集电路、滤波电容C10、C相相压采集电路和滤波电容C11；
所述A相相电压采集电路包括电阻R6和电阻R12，所述B相相电压采集电路包括电阻R7和电阻R13，所述C相相电压采集电路包括电阻R8和电阻R14；
所述电阻R6的输出端、所述电阻R12的输入端和所述滤波电容C9的输入端同时连接SENSE_A信号，所述滤波电容C9的输出端和所述R12的输出端同时与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R6的输入端与门极驱动器芯片U4的VS1引脚连接，所述SENSE_A信号连接至单片机U1的PA1引脚；
所述电阻R7的输出端、所述电阻R13的输入端和所述滤波电容C10的输入端同时连接SENSE_B信号，所述滤波电容C10的输出端和所述R13的输出端同时与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R7的输入端与门极驱动器芯片U4的VS2引脚连接，所述SENSE_B信号连接至单片机U1的PA2引脚；
所述电阻R8的输出端、所述电阻R14的输入端和所述滤波电容C11的输入端同时连接SENSE_C信号，所述滤波电容C11的输出端和所述R14的输出端同时与所述电源电路模块的VS-SIC接口连接，所述电阻R8的输入端与门极驱动器芯片U4的VS3引脚连接，所述SENSE_C信号连接至单片机U1的PA3引脚。
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