Renesas Electronics разрабатывает несколько микросхем управления двигателем для Китая

В условиях двойного давления нехватки энергии и строгих требований по защите окружающей среды, более высокая энергоэффективность, лучшие динамические характеристики и низкий уровень шума при работе стали неизбежной тенденцией проектирования моторных приводов. Поэтому переход от традиционной конструкции двигателя переменного тока к преимуществам эффективности, шума, веса, срока службы и другим преимуществам бесщеточного двигателя постоянного тока (BLDC) / шагового двигателя (SM) также становится горячей точкой для разработчиков приложений управления двигателем. , ,

Бесщеточный двигатель 120 ° DC и управление шаговым двигателем

Как известно, интервал между тремя датчиками Холла составляет 120 °, и каждый сигнал Холла переключается в соответствии с направлением вращения магнитного полюса. В соответствии с состоянием трех сигналов Холла, информация о положении может быть получена один раз каждые 60 ° (6 режимов за цикл). Если режим проводимости каждой фазы переключается в соответствии с синхронизацией, вращающийся магнитный поток генерируется, как показано на следующем рисунке, так что ротор получает момент и вращается.

Расчет скорости вращения двигателя получается из разности между текущим значением счетчика таймера и значением счетчика таймера до 2π [рад]. Значение счетчика таймера получается с помощью внешнего прерывания, запускаемого сигналом Холла, во время которого таймер TAU всегда может считать. Этот метод измерения скорости в равной степени применим, даже если имеются три позиционных отклонения в трех датчиках Холла.

Чтобы запустить двигатель и получить информацию о положении ротора, необходимо обеспечить 60-градусный запуск двигателя. Это запускает внешнее прерывание, соответствующее сигналу Холла, и непрерывно выполняет управление коммутацией, чтобы позволить двигателю вращаться. Значение регулировки коэффициента заполнения в любое время (n) рассчитывается по следующей формуле, тем самым реализуя регулировку скорости вращения двигателя.

Шаговый двигатель - это управляющий двигатель с разомкнутым контуром, который преобразует электрический импульсный сигнал в угловое или линейное смещение. В случае перегрузки скорость и положение останова двигателя зависят только от частоты импульсного сигнала и количества импульсов и не зависят от изменений нагрузки. Когда драйвер шагового двигателя получает импульсный сигнал, он приводит в движение шаговый двигатель для вращения на фиксированный угол в заданном направлении, называемом «углом шага», и его вращение выполняется шаг за шагом под фиксированным углом. Угловое смещение можно контролировать, контролируя количество импульсов для достижения точного позиционирования. Скорость и ускорение двигателя могут контролироваться путем управления частотой импульсов для достижения цели регулирования скорости.

Предназначен для китайского рынка

Для все более зрелых приложений управления двигателем в Китае Renesas Electronics представила ряд продуктов MCU, специально предназначенных для китайского рынка, с целью достижения высокой производительности обработки при минимальном энергопотреблении, улучшенной вычислительной мощности и периферийных функциях.

Серия R7F0C009

R7F0C009 - это однокристальный микрокомпьютер малой емкости, разработанный Renesas Electronics для электрических велосипедов, электроинструментов, бытовой техники и других приложений, требующих управления бесщеточными двигателями постоянного тока. Ядро RL78 имеет не только высокоточный (± 2%) встроенный осциллятор, процессор с рабочей частотой 24 МГц и другие стандартные встроенные функции. Он также использует команду умножения и умножения-накопления из семейства R8C с проверяемыми записями отслеживания, такими как таймер RD / RJ, контроллер канала событий, 1-канальный операционный усилитель и 2-сторонние аналоговые компараторы, позволяющие строить систему на более низкая общая стоимость для более компактных размеров и более низкого энергопотребления.

Серия MCU сконфигурирована с 30-44 контактами и максимум 16KFlash. Микросхема объединяет до 12 каналов АЦП и выделенного таймера RD управления двигателем для трехфазного ШИМ-привода. Он особенно подходит для бесщеточных двигателей постоянного тока, поскольку он может выдавать 3 пары сигналов ШИМ, которые не перекрываются и инвертируют.

Контроллер канала событий (ELC) может использовать таймер для запуска (автоматической / задержки) выборки A / D без вмешательства ЦП для улучшения характеристик управления двигателем.

R7F0C009MCU также включает в себя программируемый усилитель усиления и компаратор для поддержки 2-канального сравнения (выбирается высокая / низкая скорость), высокоскоростного режима движения (обратная связь по току двигателя для предотвращения защиты от перегрузки по току) и режима низкой скорости движения на низкой скорости (обнаружение батареи). использоваться для текущего контроля защиты.

Кроме того, большинство выводов MCU могут поддерживать большой выходной ток 40 мА, что может уменьшить количество внешних компонентов привода и еще больше снизить затраты. Renesas Electronics также предлагает эталонные конструкции для электрических контроллеров велосипедов и бесщеточных электроинструментов постоянного тока для микроконтроллеров управления двигателями, что сокращает время входа клиентов и цикл разработки продукта.

Серия R7F0C014

Целевой рынок микроконтроллеров серии R7F0C014 ограничен управлением двигателями инверторов, программными модемами, бытовыми приборами, мобильными устройствами, медицинским и медицинским оборудованием и другой бытовой электроникой, оргтехникой, промышленным оборудованием и другими областями. Серия также оснащена ядром RL78 и доступна в 32-контактном корпусе LQFP (с шагом контакта 0,8 мм) и 64-контактном корпусе (с шагом контакта 0,5 мм и 0,65 мм).

R7F0C014 не только имеет высокоточный (± 1%) встроенный осциллятор, процессор с рабочей частотой 32 МГц и другие стандартные встроенные функции, но также использует более быстрое умножение и умножение и накопление семейства R8C, чем у RL78 / G13. серии. Командная функция с проверяемой трассировкой, такая как таймер RD / RG для трехфазного ШИМ-привода, контроллер передачи данных, контроллер канала событий, может формировать систему с меньшими общими затратами для более компактных размеров и более низкого энергопотребления.

Кроме того, он также поддерживает работу в широком напряжении (рабочее напряжение от 1,6 до 5,5 В) и встроенный большой набор функций для обеспечения функциональной безопасности (например, функцию тестирования аналого-цифрового преобразователя), а также флэш-память большой емкости (128KBFlash). , 8KBRAM, 8KB (Data Flash), пользователи могут добавлять большое количество кодов, связанных с безопасностью, для соответствия требованиям IEC и безопасности.

Серия R7F0C806 / 807

Микроконтроллеры серии R7F0C806 / 807 оснащены высокоточным генератором на кристалле ± 2% (TA = 0 + 40 ° C), позволяющим запускать процессор до 20 МГц с помощью встроенного дополнительного сброса при включении питания и сторожевого таймера. таймеры. Это помогает системе достичь более компактных размеров и низкого энергопотребления, что делает стоимость всей системы менее затратной. Кроме того, R7F0C806 / 807 имеет встроенную схему управления выходом в реальном времени, которая может одновременно достигать 8-канального выхода через режим ШИМ-выхода таймера, что помогает клиентам разрабатывать бесщеточное управление двигателем постоянного тока и управление шаговым двигателем (два в то же время).

Семейство доступно в 20-контактных пакетах SSOP и SOP, а также во флэш-массиве 4 КБ-8 КБ. Это семейство идеально подходит для небольших приборов и потребительских приложений общего назначения.

В практических применениях с помощью функции выхода ШИМ TAU можно управлять одним двигателем постоянного тока или двумя шаговыми двигателями; генерируя прерывание, вызванное INTP0, выход может быть отключен; настройкой программного обеспечения его можно принудительно отключить. Выберите между четырьмя выходами выхода Hi-Z, выходом низкого уровня, выходом высокого уровня и отключите выход обрезки.