三大电机控制方案之MCU篇(1):英飞凌 XMC1000
断,则需要重新做上一步骤。如果使用了尾链技术,则第二个中断到来时候,不需要重复保存堆栈,再出栈的过程。
XMC1000电机应用相关外设集
PWM - CCU4
多功能16位定时器组
4个完全相同、独立运行的子单元
实现功能(部分)
― 通用16位定时器
― 独立的16位PWM生成
― 外部信号捕获(周期,占空比),
计数功能
― 与其他外设配合工作,如
―与ADC配合,触发延时电流采样
―与POSIF配合,实现转速、位置计算:
霍尔传感器,增量式编码器
―与比较器配合,实现外部事件触发
PWM生成(PFC)
PWM - CCU8
CCU8 = CCU4++
集成CCU4所有功能
8对互补PWM输出(独立死区)
支持常见的各种电机拓扑PWM生成
― 半桥、全桥、三相全桥、三电平控制等
支持移相PWM:单母线电阻电流采样
与POSIF配合,实现BLDC控制
硬件触发ADC采样
ADC & 比较器
三路独立、高速比较器单元
-3mV 输入偏置电压
-30ns传输延时
-可触发PWM, A/D操作
-回差可调:0mV,15mV,20mV
位置接口单元 - POSIF
-增量编码器
-霍尔传感器
-多通道模式(BLDC 相关)
应用
-与CCU4配合进行位置、速度的检测
-与CCU8配合进行直流无刷电机控制
位置接口单元 - 旋转变压器接口(DSD)
旋转变压器
-环境不敏感
-系统成本较高、精度受限
应用领域
-伺服控制系统
-汽车、电力、冶金等
通讯接口
XMC1000通用的应用领域:
LED 照明
适合领域
-LED 路灯,彩色LED控制,亮度控制等
应用优势
-无闪烁调光及色彩控制
-仅需极少CPU负荷,即可实现调光
-通信接口支持网络连接
数字电源转换
传感器、执行器、通用应用
适合领域
-低端工业、消费类应用
-现有8位微控制器的相关应用
应用优势
-通用、强大
-小封装、大Flash, 大RAM
XMC1000应用在电机控制领域(支持简单控制至无传感器FOC):
支持各种电机应用
-风机,水泵,家电,电动自行车等
电机类型
-直流有刷电机,直流无刷电机,永磁同步电机
控制算法
-梯形波控制
-简单正弦波控制
-磁场定向控制(FOC)
XMC1000的两个电机控制应用实例
电动自行车(Ebike)控制器 - 双模FOC控制
XMC1300双模FOC方案
电动自行车发展
功能列表
结构框图
航模控制器 - 高速无感BLDC控制
航模BLDC特点
-体积小,重量轻
-转速高(几千K/V或更高)
业内最高速度(21,0000RPM/1对极)
-无Hall传感器,减少线材,避免潜在故障点
-宽电压范围工作(电池供电)
对MCU的要求
-最好内置比较器实现过零点检出
-尽量硬件实现换相检测,减少CPU占用
-端电压分压后不滤波直接处理,避免RC延时的影响
XMC1300航模控制器Demo介绍
实物图
结构框图
-内置三个高速比较器,无须输入信号切换
-POSIF单元处理比较器信号,实现硬件换相
-CCU4配合POSIF实现滤除开关毛刺和续流尖峰处理、换相延时。
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