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高性能MCU:驱动电机创新应用与智能发展
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高性能MCU:驱动电机创新应用与智能发展

2021-09-22 18:49:30 来源:半导体器件应用网 点击:1175

【哔哥哔特导读】9月17日,华大半导体产品经理张立丰在第17届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会中,主要介绍了高性能MCU在电机驱动上的应用。他认为,电机驱动控制器在智能制造和创新领域中发展将向着更高性能、更高集成度、更高可靠性方向发展。

9月17日,中国电机智造与创新应用峰会于深圳顺利举办。该峰会主要设有两个分论坛,即第17届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会与第三届(深圳)电机前瞻技术与市场发展高峰论坛,吸引了众多行业工程师前来参会,并受到广泛好评。

高性能MCU:驱动电机创新应用与智能发展

华大半导体产品经理张立丰在第17届(深圳)电机驱动与控制技术研讨会中,主要介绍了高性能MCU在电机驱动上的应用,包括消费类、工业类和汽车电子领域。这些产品对MCU的资源需求较高。为了实现更复杂的功能和更精准的控制,MCU不但需要有很强的算力,还要有丰富的电机驱动相关的功能。目前,华大半导体的高性能M4产品在电机驱动应用中已经大规模出货,主要有空调变频(双电机)、变频器、伺服电机驱动、车身控制等产品。

高性能MCU:驱动电机创新应用与智能发展

张立丰认为,随着工业和创新领域对电机驱动性能的极致追求以及对创新功能的探索,需要借助更新、更强的硬件平台释放更多潜能。电机驱动控制器在智能制造和创新领域中发展将向着更高性能、更高集成度、更高可靠性方向发展。

据介绍,华大半导体推出的HC32F4A0高性能MCU,具有主要特性如下:

Ø 高性能内核设计

采用先进工艺的Cortex-M4F架构,主频高达240MHz。包含多种硬件计算单元,例如MAU/FMAC/DCU/HMAC。

Ø 多重总线架构

支持多主机的并发访问总线架构,大幅提升系统吞吐量,提高执行效率。

Ø 高效外设互联

高效的外设互联系统,配合DMA及DCU,能够实现多个外设自动运行。

Ø 高性能电机控制系统

34路互补PWM,部分支持正交编码计数;

高精度的PWM,最小分辨率50ps。

此外,HC32F4A0高性能MCU结合高算力数据处理能力、高性能的多通道模拟单元、高精度PWM输出,可以实现5个以上电机FOC控制,同时通过实现PTO功能,可以控制6轴伺服电机的运动。

在电机应用领域,BLDC电机的优势越来越明显,其拥有体积小、高效能、低噪音、低功耗、高可靠性、可控性强、转矩强等优点,在新能源汽车、家电和电动工具中已经开始快速增长。尽管因为成本和历史问题,在一些领域是刚刚兴起,但相对有刷电机以及其他电机来说,BLDC电机带来的总体收益是非常明显的。例如在新能源车的车身控制选用BLDC电机,可以带来更好的体验;家电中选用BLDC电机,实现高效能;电动工具选用BLDC电机,体积小并且噪音低。

据悉,华大半导体MCU事业部具有多种电机驱动算法,从简单到复杂,例如方波、FOC、多电机、伺服。提供各种所需功能参考和基础函数库,拥有丰富的调试经验,协助客户基于成熟方案优化调整。

张立丰认为,BLDC电机未来新的应用领域也会有服务机器人、仿生机器狗等产品。在AI技术的助力下,产品可以实现智能交互,同时通过多个高性能伺服电机驱动,实现了仿生运动效果,这些单个产品就需要使用多个电机,要用到更高性能MCU去驱动。

不可否认,BLDC电机的逐渐普及,带动了MCU在电机上的广泛使用,各种选用BLDC电机类型的产品也逐步增长。在智能制造领域,MCU除了需要对电机进行复杂和高精度的控制,还要确保安全可靠。

据华大半导体从客户使用MCU的反馈了解到,目前电机在智能制造应用中的主要技术瓶颈在于电机算法门槛较高。工程师需要花较长时间才能够熟练掌握,同时在调试和优化等方面也需要很强的知识和经验。针对这部分客户需求,华大半导体设立了专业的技术支持团队,针对客户的应用,协助客户加快项目研发成功导入。

张立丰最后表示,参与中国电机智造与创新应用峰会最大的收获是获取了行业的一些最新信息,和同行以及客户进行面对面的交流。美中不足的是时间比较紧张,并受疫情防范规范要求,与一些客户迫切的当面交流也被延期到后续安排。

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