三大电机控制方案之MCU篇:英飞凌 XMC1000
WM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,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 - CCU8
PWM生成(PFC),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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