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BLDC/PMSM馬達MCU 節能新指標
 

【CTIMES/SmartAuto 陳韋哲 報導】   2013年03月06日 星期三

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現今機械業的馬達控制應用的設計人員已經捨棄傳統通用馬達或交流馬達的設計方式,改以更精細的無刷直流(BLDC)馬達或永磁同步馬達(PMSM)設計。不過,如果設計人員只能在有限度地取得高階以及複雜的馬達控制演算法,無論選擇哪一種方法都會遭遇到許多困難,導致機械馬達設計人員必須投入大量的研發資源,以及冗長的設計時間。

Fairchild發表FCM8531 BLDC/PMSM控制器。 BigPic:600x452
Fairchild發表FCM8531 BLDC/PMSM控制器。 BigPic:600x452

目前無刷直流(BLDC)電機按照工作特性,可以分為兩大類:

1.具有直流電機特性的無刷直流電機反電動勢波形和供電電流波形都是矩形波的電機,稱為矩形波同步電機,又稱無刷直流電機。這類電機由直流電源供電,借助位置傳感器來檢測主轉子的位置,由所檢測出的信號去觸發相應的電子換相線路以實現無接觸式換相。

2.具有交流電機特性的無刷直流電機反電動勢波形和供電電流波形都是正弦波的電機,稱為正弦波同步電機。這類電機也由直流電源供電,但通過逆變器將直流電變換成交流電,然後去驅動一般的同步電機。因此,它們具有同步電機的各種運行特性。

由於機械工程師對於數理運算方面往往需要耗費大把時間運算,因而造成產品設計時程延宕,為了能夠有效協助必須控制成本預算和軟體開發的設計人員,快捷半導體開發出FCM8531類比和數位整合式馬達控制器,提供設計人員自我設定式的解決方案,並完整提供參考設計和評估板,讓馬達控制設計人員縮短產品的上市時程,並減輕軟體設計上的負擔。

FCM8531是一個三相混合式BLDC/PMSM控制器,具備兩個平行處理器(高階馬達控制器AMC和嵌入式微控制器MCU),能夠提供完整的單晶片解決方案,適用於複雜的馬達控制應用。雙核心處理器可獨立運作,也能夠過內部的通訊介面交換資料,有助於避免系統當機並改善硬體保護功能。FCM85831擁有整合式硬體控制器和MCU介面管理,可減少軟體負擔,並提供高速的負載回應馬達系統,效率更佳。

AMC能夠針對各種馬達設計調整,執行包括正弦波控制、磁場導向控制(FOC)及直接正交(DQ)控制等功能強大的演算法,運用快捷的資料庫來進行設定與儲存,實現高效能的馬達控制。AMC搭配MCU介面,可讓使用者針對不同的馬達運作流量和特性,輕鬆變更登錄值。此裝置適合用來解決無感應器風扇應用的啟動急動問題,以及各種風扇急幫浦應用的噪音和效率不彰等問題。FCM8531具備包括過電壓和過電流保護等豐富硬體保護功能,考量各種故障模式並提供快速回應,而嵌入式MCU則可簡化額外功能的實作。

FairChild的馬達控制開發系統(MCDS)包括整合式開發環境(IDE)和MCDS編程套件,可讓設計人員設定AMC並開發MCU的程式碼。這些處理核心提供一個整合式的軟體工程平台,加快馬達控制程式的開發。MCDS-IDE使用簡單,可改善設計目標時程,搭配MCDS編程套件能快速完成程式碼的設計,即時調整馬達的運作訊號。

關鍵字: MCU  IDE  FairChild(快捷半導體
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