G32R501

无传感器电机控制技术，是指在电机控制系统中不使用位置或速度传感器，如编码器、霍尔传感器等，而是通过电机的电流电压信号来计算电机转子位置和速度，相对于有感电机控制，这种技术可以有效避免传感器干扰，在降低成本、提高系统可靠性以及简化电机结构方面具有显著优势。

随着无传感器电机控制技术的逐步成熟，其在工业自动化、旋翼飞行器、空调外机等领域迎来广阔的市场应用前景。极海紧跟行业技术发展趋势，推出G32R501低压无感双电机参考方案，主控芯片采用全新发布的G32R501实时控制MCU，具备灵敏感知、高效处理、精准控制等特性；本方案支持双电机无感FOC控制，单核条件下仅需24.8μs即可对双电机执行完整电流环控制，内置静态（电阻、电感、磁链）参数辨识、在线电机电阻辨识功能，配置模型参考自适应，PI自整定，可实现对大多数永磁同步电机的自动控制。

极海低压无感双电机参考方案介绍

■ 输入电源范围：DC 12V~48V

■ 输出峰值电流：20A

■ 最低控制频率：1Hz

■ 启动：满力矩闭环启动（4Hz及以上目标频率）

■ 控制方式：V/F、单电流闭环控制、双闭环控制

■ PI参数：模型参考自适应

■ 其他功能：参数掉电保存、软件复位

■ 电机参数辨识：静态辨识电阻、电感、磁链，在线电阻辨识

■ 通讯方式：Modbus协议

■ 配套资料：配套自研上位机、用户手册等

G32R501实时控制MCU特点

■ 内核与存储：基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，配备紧耦合内存（ITCM、DTCM）、I/D-Cache，Flash预取，实时性能高；

■ 扩展指令：极海自研紫电数学指令扩展单元，支持三角函数、开方、除法等；

■ 增强型控制外设：

· 16个PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精准电机控制；

· 灵活的IP联动功能，PWM模块具有额外两个比较子模块（CMPC、CMPD）专门用于产生同步事件，可在计数器任意时刻产生事件，同步事件可传递至任一PWM模块同步PWM相位，并触发ADC开始采样；

■ 高精度模拟外设：

· 3个3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速准确采集模拟信号，减小信号延迟；

· ADC支持3.3V/2.5V内部参考源，2.5V参考源时，电压分辨率可提升32%，提高反馈信号采样精度；

■ 丰富通信接口：

CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。

软硬件介绍

本方案硬件板卡由一个控制板和两个功率板组成。

控制板

■ 控制板为G32R501 Eval Board，搭载板上调试器CMSIS-DAP，用Type-C数据线连接电脑即可调试。Type-C接口通过隔离芯片传输信号，断开USB电源跳线后，与板上电路电气隔离，避免调试过程中有害电压损坏电脑；

■ 板上引出两个标准化排针接口，可连接两只功率板；

■ 极海自研上位机与控制板采用业界通用的modbus协议，利用控制板的板载调试器连接至PC端的上位机，可实现快捷调试。

功率板

功率板包含MOS-FET三相逆变器及反馈信号采集电路，可输出3.3V电源给控制板供电。功率板压接到控制板的标准化排针上，可控制一路电机。

无感观测器

本方案搭载无感观测器，实现高性能无感FOC控制，相较于传统观测器，具备以下优势：

· 低速性能：最低控制频率1Hz；

· 反馈信号：磁链、角度、转速、转矩；

· 角度信号：单周期快速收敛，支持满载闭环启动。

配套上位机

本方案提供已编译好的示例程序固件和配套上位机。烧写固件到控制板后，连接上位机即可开始测试，开箱即用。

使用方案

设置好拨码、烧写完成固件之后，按下图连接电源、电机和PC。开启电源，连接上位机测试电机控制功能。

对于新电机，通过以下过程自动识别电机参数，自动计算出电流环Kp、Ki，数分钟内即可完成适配和启动：

设置保护和辨识参数→启动电机参数辨识→启动速度闭环控制

详细使用过程将配套使用指南提供指引。

极海G32R501低压无感双电机参考方案，涵盖芯片、板块、算法、全功能电机控制示例程序固件、极海自研上位机、以及用户指南等完整的软硬件设计生态体系，可快速评估电机驱动性能，有助于工程师快速上手，加速客户项目量产落地。

随着新能源与低空经济的快速发展，双电机控制系统在众多行业中的应用日益广泛，其在提升性能和能效方面发挥着至关重要的作用。极海G32R501低压无感双电机参考方案，旨在为客户提供性能卓越、高效且易于集成的解决方案。极海实时控制技术团队提供全方位的技术支持，可助力客户快速响应市场变化，实现更多领域的创新应用。

来源：Geehy极海半导体

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围观 5

高压伺服控制器是一种高精度电子装置，用来控制高压伺服电机的位置、速度和力矩，可确保工业机器人、数控机床、喷绘写真、激光切割以及自动化生产线等设备实现高精度运动定位控制。其通过提供高效性能、快速响应、优化能量转换效率，保障伺服系统稳定可靠运行，有助于推动智能制造和工业4.0的转型与升级。

随着工业自动化的持续发展以及技术创新和行业应用的不断拓展，高压伺服控制器的市场前景广阔。未来几年，高压伺服控制器将继续沿着高效化、智能化、数字化方向演进，成为推动工业自动化智能转型的重要力量，展现出强劲的增长潜力和市场活力。

极海400W EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案，主控芯片采用全新发布的G32R501高性能实时控制MCU，具备灵敏感知、高效运算、精准控制等特性；整体方案采用双核并行处理架构设计和开放式伺服全功能设计，同时支持上位机ModBus协议和EtherCAT总线协议，提供配套的上位机参数调试工具，可灵活配置400余项伺服参数，有效满足各类定制化工业应用场景需求。

400W EtherCAT总线型

高压伺服控制器参考方案介绍

■ 输入电源范围：单相AC 200V~240V, -10%~+10%, 50/60Hz；

■ 额定输出电流：3.0Arms，最大电流输出：9.0Arms；

■ 速度范围：±7000rpm，支持弱磁算法；

■ 转速精度：额定转速下可达1‰左右；

■ 支持三环闭环控制和电机参数静态辨识，电机参数通过总线获取，PID参数与电机参数相关联，可适配不同电机；

■ 支持多种编码器协议，支持协议握手，可兼容不同波特率编码器；

■ 支持EC总线功能，可通过主站进行位置控制；

■ 多种控制模式：外部脉冲位置控制、JOG控制、全闭环位置控制、速度控制、力矩控制；

■ 丰富报警代码：过压/欠压/过流/过载/过热/过速、主电源输入缺相、再生制动状态异常、位置偏差/制动率过大、编码器反馈错误、行程超限、EEPROM 错误等。

G32R501实时控制MCU特点

■ 单芯片方案，基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，通过CPU0处理位置环、速度环、I/O状态、以及协议处理；通过CPU1处理位置通信、电流环以及PWM输出；

■ 通过3路PWM模块产生3组互补PWM信号输出，实现高精度电机矢量控制；

■ 4个Σ-Δ滤波器模块(SDF)，通过2路SDF采样两路相电流信号数字量，提升电流信号的精确度、响应效率以及信噪比；

■ 2个UART，1路实现总线编码器通讯，并预留兼容脉冲型编码器的设计；1路支持与上位机的数据交互；

■ 2个SPI，1路与EtherCAT从站芯片高效通信，实现EtherCAT总线控制；1路实现按键面板显示；

■ 1个I2C，实现外部EEPROM通讯，存储伺服关键参数；

■ 丰富输入输出端口，满足多种控制信号输入或状态输出，提升方案的多场景适用性。

软硬件介绍

G32R501 400W EtherCAT总线型高压伺服控制器参考方案，由功率板、控制板、按键显示板组成。

方案框图

采用三环级联模式的软件设计：

■ 位置环：给定来自外部脉冲、总线、I/O控制；位置反馈来自外部总线编码器；

■ 速度环：给定来自位置环的输出，也接受来自外部模拟量或多段速的给定，一般速度环带宽不超过 400Hz；速度反馈来自编码器位置解算；

■ 电流环：给定来自速度环的输出，电流反馈由SDF模块采样获得，执行周期选为62.5μs。

控制逻辑框图

G32R501 400W EtherCAT总线型高压伺服控制器量产级参考方案，采用双核并行处理设计架构，其中CPU0中断处理时间低至13.6μs，CPU1中断处理时间低至8.6μs，可支持客户实现更高性能、更丰富功能的产品设计。

双核处理架构

极海G32R501 400W EtherCAT总线型高压伺服控制器量产级参考方案，涵盖完整的软硬件设计，可提供全功能软件固件和极海自研的伺服控制上位机PC调试工具，支持参数设置、JOG调试、故障排查、波形分析等功能；方案配有详细使用指南，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发。

极海始终秉承创新为魂、技术为本的发展理念，专注于为工业控制领域提供领先的量产级参考方案和全面且高效的技术支持，旨在为广大工程师和研发团队提供强大的创新动力。在工业自动化浪潮中，极海将矢志不渝地推动技术创新与突破，愿携手业界同仁共同谱写智能制造新篇章。

来源：Geehy极海半导体

围观 9

双向电源控制技术广泛应用于户用储能、便携式储能和电动汽车等应用，在能源使用效率备受关注的今天，双向电源必须满足更高的效率和可靠性标准，高转换效率已成为数字电源市场竞争的关键，这不仅顺应全球节能减排的趋势，也对促进电子设备小型化、集成化起到关键作用。

近年来第三代半导体材料如碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）在数字电源中的应用逐渐崭露头角，推动电源向小型化、高效化方向迈进，但与传统硅基半导体材料相比，其成本依然较高，这在一定程度上制约了其在大规模应用中的普及速度。

AC/DC数字电源电路的拓扑结构通常由前级功率因数校正（PFC）和后级隔离型直流/直流（DC/DC）变换器组成，通常需分别由两颗实时微控制器进行控制，存在以下问题：

· 芯片间的通信和数据交换实时性不足；

· 系统设计相对复杂，一定程度上增加选型、采购、升级、维护成本。

针对电源行业对高效率、低成本以及双向工作能力的迫切需求，极海推出了全数字双向电源参考方案。该方案采用单颗G32R501实时控制双核MCU，基于两相交错的图腾柱PFC和LLC谐振变换器，结合传统硅MOSFET，实现两级变换器双向软开关工作，为实现高效率、低成本的双向数字电源解决方案提供了选择。

G32R501全数字双向电源参考方案介绍

极海G32R501全数字双向电源参考方案，具备高效率、高可靠、高转换率、低噪声和高性价比等特点，同时配备全面的输入/输出保护和软启动功能，适用于通信电源、服务器电源、便携储能电源等多种场景。

该电源由两级功率拓扑单元组成，前级为两相交错图腾柱功率因数校正（PFC）电路，采用600V传统的硅功率MOSFET；后级LLC谐振变换器采用原边全桥结构，并通过两个变压器分摊损耗，副边由两组全波同步整流电路并联构成。

G32R501全数字双向电源参考方案实现框图

G32R501全数字双向电源参考方案部分参数

G32R501全数字双向电源参考方案优势：

单芯片高算力控制：G32R501主频高达250MHz，可在单核内实现两级变换器控制环路；
集成模块化设计：G32R501内置PWM、COMP和CAP等，通过高速霍尔芯片采集电感电流，无需外部过零检测，支持峰值电流灵活控制两相交错图腾柱PFC（临界模式），实现PFC全工作范围的软开关，有效避免MOSFET反并联二极管的反向恢复损耗；
高效能量转换：AC-DC和DC-DC两级变换器，支持软开关和双向控制，整流/逆变模式峰值效率＞96.5％，额定工作效率＞96％，各工况效率完全符合80Plus钛金标准；
灵活输入输出：高效转换单相交流输入电压至直流输出电压，支持适宜电压范围内对电池系统恒功率充放电；
闭环交错并联技术：实现两相变频脉冲180°交错控制，降低电流纹波和谐波，提升轻载效率；
快速保护与散热：电源具有快速响应保护功能，配合可调速风扇散热；
实时监控与调整：支持与上位机连接，可通过上位机实现运行监控、参数调整和程序升级。

G32R501全数字双向电源参考方案测试数据

G32R501实时控制MCU介绍：

高效运算处理性能：增强型存储空间RAM可灵活配置为零等待访问周期ITCM和DTCM，通过Cortex-M52内核的ACI功能，可将自定义指令直接纳入内核处理，大幅提高运算能力，为电源应用中常用滤波器、补偿器、锁相环等算法提供运算加速；
精准控制外设：内置16个PWM通道，均支持典型值150ps的HRPWM输出，满足电源应用占空比、开关频率、移相或死区的高分辨率控制要求；
丰富模拟外设：7个比较器，均内置2个12-bit DAC，支持消隐和滤波功能，可实现数字电源的峰值电流控制、过零检测及跳闸监控保护；
4个可编程逻辑单元FLB，可为电源驱动提供灵活的组合逻辑或时序控制；
3个3.45 MSPS 12-bit ADC，支持31个外部通道，可为电源提供同步采集和短延时采集需求;
工作温度覆盖-40℃~125℃，对电磁环境有更高容忍度，可适应复杂工况环境。

G32R501实时控制MCU关键特点

面向数字电源应用市场，极海凭借性能卓越的G32R501实时控制MCU产品线、具备丰富成熟经验的方案设计团队以及快速响应的技术支持，可满足工业控制和消费电子应用的数字电源需求，目前已与多家终端厂家开展了深度合作。极海将基于市场实际需求，持续在产品线布局、功能、性能上持续突破创新，助力数字电源产业向更高效率、更高功率密度、低成本发展，推动整个能源体系向绿色、可持续的发展方向转型。

来源：Geehy极海半导体

围观 27

极海首款基于Arm® Cortex®-M52双核架构的实时控制MCU——G32R501在极海渠道合作伙伴大会现场正式发布。该系列新品基于40nm先进工艺制程，支持双内核高效协同，集成高性能感知、丰富控制外设和灵活外设互联系统，是面向新能源逆变器、工业自动化、商业电源、新能源汽车等场景中高端应用研发的高性能实时控制MCU产品，旨在从芯片端解决实时控制系统对更高效率、更高功率密度、更高精度和更高可靠性的设计挑战，其应用范围覆盖光伏/储能逆变器、充电桩电源模块、服务器电源、车载OBC、UPS、伺服控制器、机器人等。

极海实时控制产品线高级产品经理Louis在发布会现场表示：“新能源汽车、储能、智能驾驶、机器人与智慧能源等应用领域在过去和未来都将保持高速发展，推动新能源产业技术发展、实现终端应用优质创新，是极海布局实时控制MCU的初心，G32R501系列实时控制MCU已实现部分指标上的国际领先水平。”

双核革新架构设计

支持高能效、低延迟系统设计

G32R5系列采用最新Arm v8.1-M架构设计的Arm® Cortex®-M52双核CPU，支持同构双核并行工作，可同时执行高性能计算任务和实时控制任务，工作主频高达250MHz，实时算力可媲美800MHz的Cortex-M7内核产品；内置单/双精度浮点运算单元（FPU），支持Arm HeliumTM技术，显著增强高级数字信号处理（DSP）能力和机器学习（ML）应用性能，将AI算力带入更低成本、更低功耗应用产品中；同时通过支持自定义数据通路CDE接口，可扩展极海自主研发的紫电数学指令扩展单元，在指令集层面支持三角函数、傅里叶变换、复杂数学等多种数学计算加速，大幅缩短数学计算时间、降低CPU访问延时，从而提升系统整体实时性和智能化。

G32R501支持最高640KB Flash，其中Flash分为512KB和128KB两个独立存储单元，支持并行编程和执行；此外，产品内置128KB SRAM，支持紧耦合存储器（TCM）以存储实时控制核心代码，从而显著提升运行效率；另外还拥有6通道DMA模块，有助于减轻CPU负担，实现更高效数据传输。

优化信号采集

灵敏感测输入单元

G32R501 集成了丰富的高性能模拟和信号处理外设，为复杂实时控制应用提供了强大支持：

3个12 位ADC（3.45MSPS 采样率）
可准确、高效地采集和处理多个模拟信号，从而显著提升系统数据吞吐量和响应速度。
7个内置12位参考DAC的比较器
支持跳闸功能，可对输入电压电平进行实时监控，确保系统的安全性与稳定性。
7个增强型捕捉模块（CAP）
其中 2 个支持高分辨率捕捉（HRCAP）功能，可实现高精度的信号捕获，适用于高速动态控制场景。
2个增强型正交编码器脉冲（QEP）模块
支持CW（顺时针）/CCW（逆时针）运行模式，满足精密电机控制需求，提供高精度的位移和速度测量能力。
4个Σ-Δ滤波器模块（SDF）
用于提升 ADC 的精度和信噪比，优化信号质量，特别适合高噪声环境下的模拟信号处理。

增强型控制性能

实现高精准实时控制

G32R501 通过内置丰富的高精度控制与通信外设，进一步提升了系统性能和应用适配性：

16个高分辨率PWM通道（150ps分辨率）
提供极高精度和准确度的控制信号，优化系统性能，同时具备卓越的电源拓扑适应性，能够满足复杂功率管理和动态控制的需求。
4个灵活逻辑块（FLB）
通过配置增强型外设互联，为片上控制外设提供高效、灵活的连接性能，从而简化系统设计并提升实时控制效率。
丰富的通信外设
集成了UART、CAN、I2C、QSPI和PMBus等多种通信接口，结合多个多路复用选项，能够灵活适配多样化的应用场景，满足工业自动化、新能源、汽车电子等领域的通信需求。

高安全系统架构

适配中高端应用可靠性需求

G32R501 在安全性和可靠性方面表现出色，通过多项设计和认证，确保其在严苛环境中的稳定运行：

双代码安全（DCS）功能
● 提供全面的安全防护，防止未经授权的访问和查看片上安全存储器及其他安全资源，确保数据和系统的机密性与完整性。
多重安全增强功能
● 丢失时钟检测电路：实时监测时钟信号，防止时钟异常导致的系统故障。
● 看门狗定时器：确保系统在出现异常时能够自动复位，提高运行可靠性。
● 寄存器写保护：防止关键配置被意外修改，增强系统稳健性。
● 纠错码（ECC）与奇偶校验：为存储器和数据传输提供错误检测与修正能力，提升数据完整性。
国际认证与环境适应性
● 符合 IEC61508 SIL2 安全完整性等级，满足工业控制领域的高安全性需求。
● 符合 AEC-Q100 Grade 1 认证标准，适用于汽车电子领域。
● 宽工作温度范围（-40℃ ~ 125℃），在复杂应用场景下亦能保持卓越的实时信号处理性能和稳定性。

全方位生态支持

加速产品创新升级

G32R501 提供了完善的生态开发体系，助力工程师高效开发，实现更短的项目落地周期：

全方位生态支持
● 提供多种库资源：驱动库、数学库、中间件、安全库、应用库，满足用户在不同开发阶段的需求。
● 支持多任务操作系统和软硬件开发工具，确保开发流程流畅。
● 兼容主流 IDE 工具链：KEIL、IAR、Eclipse，方便用户使用熟悉的开发环境。
丰富的硬件支持
● G32R501 EVAL 评估板：用于完整功能演示和初步方案验证，帮助用户快速上手。
● 双电机调试板：为复杂的电机控制应用提供高效调试支持。
● EtherCAT 总线调试板：满足工业通信领域的高性能总线协议调试需求。