微控制器

微控制器(Microcontroller,简称MCU)是一种小型计算机系统,通常被用于嵌入式系统中,用于控制各种电子设备和系统。它是一种集成电路(IC),包含了处理器核心、内存、输入/输出引脚、定时器、计数器、串口通信和其他外设,用于执行特定的任务。

电机控制应用于各类家用电器和工业设备,并且使用数量逐年增加。要发挥电机控制的性能,就需要位置信息,因此过去一直使用传感器来检测位置,但考虑到传感器的可维护性、传感器自身的成本、可靠性和环境耐候性,不使用传感器(无位置传感器或无传感器)的控制方法逐渐成为主流。

柏崎 直人(Sr Staff Product Marketing Specialist

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然而,常规无传感器方法是一种根据电流推算出电机旋转产生的感应电压从而获得位置信息的算法,当电机转速较低时,由于电机的物理特性,感应电压较低,因此无法准确获取位置信息,很难将无传感器矢量控制应用于低速运行的应用。本期介绍的“全速域无位置传感器矢量控制”是一种能够在全速域下使用无传感器矢量控制的解决方案。因此,可以在全速域下进行有效的控制,帮助降低功耗和提高产品性能。本期解决方案使用了适用电机控制的RX系列产品RX66T。

RX66T产品页请点击下方链接访问查看:

https://www.renesas.cn/cn/zh/products/microcontrollers-microprocessors/rx-32-bit-performance-efficiency-mcus/rx66t-32-bit-microcontrollers-optimal-motor-control-industrial-home-appliance-and-robotics-applications

用于执行全速域无位置传感器矢量控制的电机

为灵活运用本期解决方案,需要了解电机的类型和特性。永磁同步电机(无刷直流电机)包括两大类电机:内嵌式永磁同步电机(IPMSM:Interior Permanent Magnet Synchronous Motor)和表面式永磁同步电机(SPMSM:Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)。由于它们的磁铁构成不同,因此电机的特性存在差异。特别是,IPMSM具有磁阻随电机旋转位置变化而变化(具有凸极效应)的特点,利用这种凸极效应,低速时也可以精准获取位置信息。这就是能够在全速域内进行无传感器矢量控制的关键。

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利弊

全速域无位置传感器控制有利也有弊,因此不适用于所有应用。这里介绍解决方案的利和弊。在常规无传感器矢量控制过程中,我们假设在低速时用无反馈的开环进行控制,并进行了比较。

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优点是即使在低速旋转时也可以适用无传感器矢量控制,从而实现低功耗、稳定的扭矩输出和高速启动等功能。在常规无传感器控制过程中,通常需要使用基于强行励磁的磁力来固定位置,因此难点在于启动花费时间,并且当超过一定负载时会发生脱调(失步)。然而,基于IPMSM的全速域无传感器矢量控制可以精确地估算磁铁的起始位置,因此与常规无传感器控制相比,启动更快、更稳定。

主要缺点有CPU运算大幅增加,产生谐波噪音。由于用户能听到电机驱动时的谐波噪音,所以可能不适合需要在安静场所中使用的产品和应用。可应用的电机并不能应用于所有PM电机,需要具有凸极效应的IPM电机。本解决方案要求d轴和q轴之间的电感差异大于20%。

总结这些特点,全速域无传感器电机解决方案对于高速旋转为主的应用来说效果较小,对于对噪音要求较高的应用来说,则需要研究相关对策。然而,它非常适合在低速旋转下运行的应用、对耗电要求较高的电池驱动应用,以及在室外或工厂等中受噪声影响较小的应用,从而使无传感器矢量控制能够应用于以往无法实现的速域。

目标应用


  • 输送装置(输送机)

  • 压缩机

  • 家用电器

全速域无位置传感器电机解决方案

全速域无位置传感器电机解决方案可以通过瑞萨提供的应用指南和样品软件、搭载RX66T的CPU卡,以及我们合作伙伴生产的逆变板和市面上的IPM电机来实现,并可立即建立评测环境。希望能通过本解决方案助您了解和掌握电机的特性,调试参数,并将其运用到实际开发工作中。

系统配置

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有关全速域无位置传感器解决方案的详细信息,请点击链接https://www.renesas.cn/cn/zh/application/home-building/motor-control-solutions/whole-speed-range-sensorless-motor-solution?utm_source=WeChat&utm_medium=Organic&utm_campaign=WeChat访问查看。

总结

本期介绍的解决方案使用了RX66T在全速域下进行无位置传感器矢量控制。强烈建议希望在全速域下执行矢量控制,降低功耗和提高效率的客户使用我们的解决方案。对于RX-T系列产品(包括RX66T),除了本期介绍的解决方案之外,我们还提供有其它示例代码和应用指南,如基于SPMSM的无传感器矢量控制和基于编码器的矢量控制,请参考下面的文档资源链接列表,帮助您开始使用瑞萨RX产品完成电机控制。

相关文档和资源下载,您可点击下方链接访问查看:

【RX Family Sensorless Vector Control for IPMSM over the Whole Speed Range Rev.1.00】PDF

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/apn/rx-family-sensorless-vector-control-ipmsm-over-whole-speed-range-rev100

相关文件下载 ZIP

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/scd/rx-family-sensorless-vector-control-ipmsm-over-whole-speed-range-rev100

【Sensorless Vector Control for Permanent Magnet Synchronous Motor (For Evaluation System for BLDC Motor, structure update version) Rev.1.10】PDF

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/apn/sensorless-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-evaluation-system-bldc-motor-structure

相关文件下载 ZIP

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/scd/sensorless-vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-evaluation-system-bldc-motor-structure

【Vector Control for Permanent Magnet Synchronous Motor with Encoder (For Evaluation System for BLDC Motor, Structure update version) Rev.1.00】PDF

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/apn/vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-encoder-evaluation-system-bldc-motor-structure

相关文件下载 ZIP

https://www.renesas.cn/cn/zh/document/scd/vector-control-permanent-magnet-synchronous-motor-encoder-evaluation-system-bldc-motor-structure

来源:瑞萨电子

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围观 21

全栈式信号链芯片供应商列拓科技Leto今日宣布,最新推出高性能、高闪存、低功耗微控制器芯片LTM32F103ZET6。

LTM32F103ZET6芯片使用ARM® 32位Cortex-M3®内核,最高工作频率 96MHz;LTM32F103ZET6芯片内置512KB的FLASH、64KB的SRAM等大容量高速存储器;并且可以通过FSMC模块挂载最多1GB容量的 NOR/PSRAM/NAND/PC Card外部存储器。LTM32F103ZET6芯片支持多种省电模式,使其能够满足各种低功耗应用的要求,其内部框架图如下:




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LTM32F103ZET6芯片主要特性:

• ARM® 32位Cortex-M3®内核

• 512KB闪存、64KB SRAM高速存储器

• 高达96MHz工作频率

• 2.0V~3.6V工作电压范围

• -40℃~85℃工作温度范围

• 多达11个16位定时器

• 12位的ADC/DAC数模转换器

• 集成USB全速接口和CAN以及FSMC外设

• 多达13个I2C/UART/SPI/SDIO通信接口

• 12通道DMA控制器

• 支持睡眠、停机、待机三种低功耗模式

• 封装尺寸:LQFP144(20x20mm)         

应用场景:

LTM32F103ZET6可以广泛应用于电机驱动器、数模转换模块、数据通信设施、应用控制设备、医疗与手持设备。

应用产品(例):

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PC游戏外设

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打印机

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视频对讲设备

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空调风机

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美容仪

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显示器

LTM32F103ZET6预计7月份量产,目前已经送样中。

来源:列拓

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围观 37

目前市场上可供工程师选择的微控制器达到了前所未有的数量。无论是需要控制成本,需要较高的性能,还是用于电池供电的项目,都有合适的微控制器满足需求。虽然已有很多高性价比的微控制器可供选择,但由于对简单设计的需求也在不断提升,工程师仍然难以抉择。

LPC860系列MCU概述

为了响应工程师不断变化的需求,恩智浦最近推出了LP860系列32位微控制器 ,该系列微控制器完全支持恩智浦开发的现有软件解决方案和编程环境。

LPC860搭载了32位Arm Cortex M0+ CPU,时钟频率高达60MHz,内置了嵌套中断以及一个用于时间跟踪的系统滴答定时器。在内存方面,LPC860提供高达64KB的Flash存储器和8KB的SRAM,同时还提供增强的代码读取保护,能够为商业产品的安全保驾护航。除了内部启动外,LPC860还支持在现场进行固件更新的引导加载程序,在部署后可提供额外的安全保护。

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拥有充足的GPIO访问能力对于大多数商业应用来说都是必备要素,LPC860可满足这些需求,它提供54个GPIO和一个连接至12个可选输入通道的12位ADC,采样速率高达1.9Msps。对于需要较大电流的应用程序,LPC860上的4个引脚支持20mA电流源和灌电流。

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LPC860框图

LPC860包含多种数字外设,包括1个I3C、1个I2C、两个SPI和3个USART,为工程师提供多种总线选项。在定时器方面,LPC860有两个具有DMA功能和可选硬件触发器的FlexTimer。定时器不仅可用于电机控制器应用,而且专用电机故障检测还允许LCP860在检测到故障时关闭外部电机。除了两个FlexTimer外,4个多速率定时器可重复产生中断,另外自唤醒定时器可在预定时间后从睡眠状态恢复CPU运行。

最后,LCP860还内置了一个内部稳压器来给内核供电,因此只需要一个电压输入(而不是需要独立的VCCIO和VCORE)。

LPC860的优势

迄今为止,对于工程师而言,LPC860的最大优势在于,与其他功能相似的微控制器相比,它的价格具有竞争力。

LPC860受广泛采用的MCUXpresso软件和工具套件的支持 ,工程师可以将LPC860集成到使用恩智浦早期型号产品的现有设备中,以实现升级。此外,LPC860还允许工程师继续使用恩智浦生态系统中的各种器件和工具,未来可(通过使用性能更高的产品)轻松进行升级。

作为通用型微控制器,LPC860拥有广泛的集成外设,适用于各类应用。除了集成外设外,LPC860还提供I3C,不仅能够面向未来需求,而且使工程师能够方便从I2C协议进行升级迁移。此外,I3C外设同时支持主控和从机模式,这意味着LPC860既可以充当外设,也可以作为主总线控制器(它也允许两个LPC860设备之间进行芯片对芯片通信)。

来源:NXP客栈

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围观 41

工业控制系统即便是在恶劣的环境下也必须保持最低的出错率,因此安全和可靠的系统开发至关重要。英飞凌科技股份公司(FSE代码:IFX / OTCQX代码:IFNNY)推出的AURIX™ TC3xTRAVEO™ T2G微控制器产品系列通过广泛集成的硬件功能安全与网络安全功能来满足这些要求。这两个产品系列均扩大了对IEC 61508软硬件技术指标的支持,包括功能安全认证所需的所有文件。另外,英飞凌AUTOSAR微控制器MCAL底层驱动软件产品也支持IEC 61508

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除了在移动出行市场取得成功之外,英飞凌AUTOSAR MCAL现在还被用于实现许多其他功能安全应用,包括医疗设备、工业驱动器、可编程逻辑控制器(PLC)、机器人、电梯或机械等室内应用。英飞凌科技微控制器产品线副总裁Ralf Koedel表示:随着AUTOSAR标准被用于汽车应用以外的领域,我们现在可为客户提供支持IEC 61508标准的AUTOSAR MCAL软件文件。由于工业控制系统必须在恶劣环境下保持最低的出错率,因此对这种系统的要求变得更加严格。但随着AURIXTRAVEO系列的支持扩大到IEC 61508标准,开发人员可以使用一系列成熟的微控制器设计出安全关键型应用,并参考现有的诊断分析文件(FMEDA和安全手册)。

故障模式影响与故障模式影响和诊断分析(FMEDA)文件可创建一个静态快照,显示IEC61508故障率以及在MCU和基本功能层面计算的安全指标。通过将AURIX TC3xTRAVEO T2G微控制器的支持从ISO26262扩大到IEC61508,开发人员可以将工业应用的安全水平提升至SIL-1-3级。另外,半导体科技公司英飞凌已建立了一个强大的设计合作伙伴生态,为SIL-4级的安全关键型设计扫清了障碍,并在功能安全认证方面提供可靠的支持

供货情况

了解更多信息,请访问www.infineon.com/traveowww.infineon.com/aurix

关于英飞凌

英飞凌科技股份公司是全球功率系统和物联网领域的半导体领导者。英飞凌以其产品和解决方案推动低碳化和数字化进程。该公司在全球拥有约56,200名员工,在2022财年(截至930日)的收入约为142亿欧元。英飞凌在法兰克福证券交易所上市(股票代码:IFX),在美国的OTCQX国际场外交易市场上市(股票代码:IFNNY)。

更多信息请访问www.infineon.com

更多新闻请登录英飞凌新闻中心https://www.infineon.com/cms/cn/about-infineon/press/press-releases/

英飞凌中国

英飞凌科技股份公司于1995年正式进入中国大陆市场。自1995年10月在无锡建立第一家企业以来,英飞凌的业务取得非常迅速的增长,在中国拥有约3,000多名员工,已经成为英飞凌全球业务发展的重要推动力。英飞凌在中国建立了涵盖研发、生产、销售、市场、技术支持等在内的完整的产业链,并在销

围观 18

随着工业自动化,智能家居及汽车电子的发展普及,直流无刷电机(BLDC)和永磁同步电机(PMSM)在诸多领域有了广泛应用。电机作为机械装备上至关重要的组件之一,无论是产品的性能,或是消费者的使用感受,都关乎于电机驱动和控制技术的好坏。

雅特力致力于建立高效电机控制生态系统,不仅有适用于电机控制的MCU,硬件开发套件,还提供有免费且易于使用的电机控制软件算法。从方波驱动到弦波驱动,从霍尔感测器的回授到无感测器的回授,雅特力都有建立起相关资源,协助电机控制工程师快速实现高效的电机矢量控制方案。

低压电机控制开发板

雅特力电机开发板是一个泛用型的低压三相电机驱动器,应用AT32系列微控制器搭配雅特力电机函数库,可驱动直流无刷电机、交流同步电机,以及异步电机。具备一个微控制器转接插座,可使用不同的AT32系列微控制器,执行电机控制算法。雅特力目前已提供基于双ADC引擎AT32F413的低压电机开发板和基于高速比较器AT32F421的低压电机开发板。

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电机开发板设有霍尔信号接口与编码器接口,可回馈转子位置,进行有位置传感器的FOC控制驱动或六步方波驱动。提供剎车电阻接口,可应用于高动态响应控制时的动态剎车功能。具备三相输出端电压检测连接至ADC,以及虚拟中性点电路和比较器电路,可实现多种直流无刷电机(BLDC)六步方波无位置传感器驱动应用。并具备3个相电流检测电阻与1个直流地端母线电流检测电阻,可应用三电阻、两电阻电流检测,以及单电阻电流检测等三种电流检测方式。可执行有位置传感器与无位置传感器等磁场导向(field-oriented)向量控制法则(vector control algorithm)驱动三相交流电机,实现家用、商用以及工业等产品的电机控制应用技术。

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开发板系统架构图在命令输入接口部分,除具有USB转UART界面、UART界面以及I2C接口外,并提供一个电位器模拟输入接口,可改变电位器电阻分压,输出电压命令由ADC读取。此外,有两个指拨开关以及一个按