32位高性能电机控制MCU-RX66T/RX72T产品介绍(1)

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cathy 发布于:周五, 03/11/2022 - 16:21 ,关键词:

01、RX66T/72T在RX电机控制MCU中的定位

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瑞萨电子拥有非常丰富的电机类控制MCU。而RX66T和RX72T是目前RX家族里面的旗舰级产品,非常适用于需要高精度、高实时性的电机控制应用。

02、RX66T特征一览-实现高精度和高效的电机控制

性能

  • 928Coremark:在支持5V电压的MCU中处于领先水平 

  • 比以往产品高出2.5倍的高性能

* 该值由瑞萨电子的磁场导向控制程序测量。

变频控制外设

  • 160MHz PWM(Max:3相互补4通道或者五相互补两通道或者单相互补10通道)

  • 支持最小195皮秒调节的高分辨率PWM

功能安全

  • 电机系统安全硬件保护单元

  • 专门的硬件加密模块,极大程度地提高了系统安全性

电机解决方案

多种电机相关的应用例程和开发辅助工具,方便用户更快更好进行电机控制

  • 多种电机相关的应用例程和开发辅助工具,方便用户更快更好进行电机控制开发 

  • 支持实时调试的辅助工具Renesas Motor Workbench 2.0

03、RX66T功能框图

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RX66T采用了瑞萨电子自主IP的第三代RXV3内核,高达160MHZ主频。

  • 支持2.7到5.5V的宽电压工作,配备单精度PFU单元及DSP指令;

  • 支持最大1兆的code flash、128KB的SRAM以及可替代EEPROM的32KB data flash;

  • 模拟功能方面,配备三个独立的12位ADC单元。其中两个单元支持3路采样保持电路,而且内置伪差分运算放大器、12位DAC、比较器和温度传感器;

  • 拥有多重的安全性和加密性功能,我将在后面具体阐述;

  • 连接性方面,支持USB、CAN、SPI、I2C等多种接口;

  • 通过多个的timer单元,可实现对多达四个电机的同步驱动。

此表显示了最大规格,细节取决于零件编号。

*1. 后台操作

*2. 高分辨率PWM:4路

04、RX72T特征一览-实现高精度和高效的电机控制

性能

  • 1160Coremark:在支持5V电压的MCU中处于领先水平  

  • 三角函数数学运算单元,优化坐标变换/位置控制/相位控制

电机控制外设

  • 200MHz PWM(max:3相互补4通道或者五相互补两通道或者单相互补10通道)

  • Register save bank提升中断响应速度

功能安全

  • 电机系统安全硬件保护单元

  • 专门的硬件加密模块,极大程度地提高了系统安全性

电机控制方案

  • 多种电机相关的应用例程和开发辅助工具,方便用户更快更好进行电机控制开发 

  • 支持实时调试的辅助工具Renesas Motor Workbench 2.0

RX72T相对于RX66T,在CPU处理能力及功能单元配置上进行了增强。

05、RX72T功能框图

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RX72T在RX66T的基础上,进行了几个方面的强化。首先是CPU主频提升到200Mhz,此外加入了两个非常重要的功能单元:寄存器缓存单元及三角函数硬件单元。

此表显示了最大规格。细节取决于零件编号。

*1. 后地面操作

*2. 高分辨率PWM:4通道(当使用超过160MHz时,有限制)

06、产品路线图

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这是RX66T和RX72T的产品路线图。包括64pin、80pin、100pin、112pin和144pin的多种封装,ROM空间从256KB到1M可选。其中64pin、80pin、100pin封装可支持最多3个电机的同步驱动,而112pin及144pin可支持最多四个电机的同步驱动。

07、RX66T/RX72T应用示例

-单芯片实现3-phase inverter x3或x4

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1、单芯片实现3-phase inverter x3 或 x4

-GPTW timer提供多功能的3-phase互补PWM输出(3个电机驱动)

-MTU3d也可以驱动2个电机

-MTU3d+GPTW可以驱动多达4个电机(only 112/144pin)

2、同步处理3-shunt x2电流检测

-通过PGA&S/H x6可实现同步处理3-shunt ×2. PGA(差分输入方式)可减少外部噪声干扰

-3个独立的ADC单元

3、减少外部元器件

-内置reset电路,E2PROM,op-amp,comparator

4、功能优化,实现安心的电机控制

-Comparator x6ch可检测异常情况

-输出保护电路(POEG)可强制关断PWM输出

5、增强的安全性

-集成功能,支持IEC60730安全标准Class B(Fail-Safe)

-实现系统自动防故障,减少软件负担

PGA: Programmanle gain amp, S/H: sample & hold circuit
* The left figure only shows an image, not the actual layout.

目标应用

  • 高端变频空调、洗衣机、通用变频器、机器人等。

借助于RX66T RX72T高性能的RXV3内核及丰富的功能单元,可以轻松实现最多四个电机的单芯片驱动系统。这里以三电机加传感器的应用为例。

  • 两个timer单元GPTW和MTU3可实现PWM波控制及位置传感器反馈控制。

  • 可实现0到100%占空比的三相互补PWM波输出,自动插入死区时间及自定义时间启动ADC。

  • 反馈控制,可捕获从编码器过来的位置及速度反馈信号。

  • 加入了PWM输出使能单元POE,可以在异常情况下快速关断MTU和GPT的PWM输出,整个过程不需要软件参与,对电机进行快速安全保护。异常情况包括通过比较器抓获的过流过压,时钟工作异常,PWM波输出异常等情况。

内置三个独立的高速12位ADC模块,可实现无位置传感器的电流反馈控制。

  • 最快达到1us的高速转换速度。

  • 支持三路采样保持电路,可实现对三相电流的同步连续采样。

还有内置的比较器和伪差分运算放大器等,进一步减少BOM成本。

来源:瑞萨MCU小百科
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