Renesas Electronics projeta vários CIs de controle de motor para a China
Sob as pressões duplas de escassez de energia e rigorosos requisitos de proteção ambiental, maior eficiência energética, melhor desempenho dinâmico e menor ruído operacional tornaram-se a tendência inevitável do projeto do motor. Portanto, a conversão do projeto do motor AC tradicional para as vantagens de eficiência, ruído, peso, vida útil e outras vantagens do motor CC sem escova (BLDC) / motor de passo (SM) também está se tornando um ponto de acesso para projetistas de aplicações de controle de motor . .
Motor sem escova de 120 ° DC e controle do motor de passo
Como é conhecido, o intervalo entre os três sensores Hall é de 120 °, e cada sinal Hall é comutado de acordo com a direção do pólo magnético rotativo. De acordo com o estado dos três sinais Hall, as informações de posição podem ser obtidas a cada 60 ° (6 modos por ciclo). Se o modo de condução de cada fase é comutado de acordo com a temporização, o fluxo magnético rotativo é gerado como mostrado na figura a seguir, de modo que o rotor obtém um momento e gira.
O cálculo da velocidade de rotação do motor é obtido a partir da diferença entre o valor atual da contagem do temporizador e o valor da contagem do temporizador antes de 2π [rad]. O valor da contagem do temporizador é obtido por uma interrupção externa acionada pelo sinal Hall, durante a qual o temporizador TAU está sempre livre para contar. Este método de medição de velocidade é igualmente aplicável, mesmo se houver desvios posicionais nos três sensores Hall.
Para dar partida no motor e obter as informações de posição do rotor, é necessário fornecer uma temporização de partida de 60 ° para o motor. Isso aciona a interrupção externa correspondente ao sinal Hall e executa continuamente o controle de comutação para permitir que o motor gire. O valor de ajuste da razão de serviço em qualquer momento (n) é calculado pela seguinte fórmula, realizando assim o ajuste da velocidade de rotação do motor.
Um motor de passo é um motor de controle de malha aberta que converte um sinal de pulso elétrico em um deslocamento angular ou deslocamento linear. No caso de não sobrecarga, a velocidade e a posição de parada do motor dependem apenas da freqüência do sinal de pulso e do número de pulsos, e não são afetadas por mudanças de carga. Quando o driver de passo recebe um sinal de pulso, ele aciona o motor de passo para girar um ângulo fixo na direção definida, chamado de "ângulo de passo", e sua rotação é executada passo a passo em um ângulo fixo. O deslocamento angular pode ser controlado controlando o número de pulsos para obter um posicionamento preciso. A velocidade e aceleração do motor podem ser controladas, controlando a freqüência de pulso para atingir a finalidade de regulação de velocidade.
Projetado para o mercado chinês
Para as aplicações de controle de motores cada vez mais maduras da China, a Renesas Electronics introduziu vários produtos de MCU especificamente para o mercado chinês, com o objetivo de alcançar alto desempenho de processamento com o menor consumo de energia, maior capacidade de computação e funções periféricas.
Série R7F0C009
O R7F0C009 é um microcomputador de chip único de pequena capacidade desenvolvido pela Renesas Electronics para bicicletas elétricas, ferramentas elétricas, eletrodomésticos e outras aplicações que exigem controle de motores sem escovas CC. O núcleo RL78 não possui apenas um oscilador de alta precisão (± 2%) no chip, uma CPU com freqüência de operação de 24MHz e outras funções internas padrão. Ele também usa uma instrução multiplicadora e de acumulação múltipla da família R8C com registros de rastreamento verificáveis, como RD / RJ de temporizador, controlador de enlace de evento, amplificador op de 1 canal e comparadores analógicos de 2 vias, permitindo que o sistema seja construído em um custo geral mais baixo para um tamanho mais compacto e menor consumo de energia.
A série de MCUs é configurada com 30 a 44 pinos e no máximo 16.000 Flash. O chip integra até 12 canais de ADC e temporizador dedicado de controle de motor RD para o inversor PWM trifásico. É especialmente adequado para motores CC sem escovas porque pode produzir 3 pares de formas de onda PWM que não se sobrepõem e invertem.
O Event Link Controller (ELC) pode usar o temporizador para acionar amostragem A / D (automática / temporizada) sem intervenção da CPU para melhorar o desempenho do controle do motor.
O R7F0C009MCU também integra um amplificador e comparador de ganho programável para suportar a comparação de 2 canais (alta / baixa velocidade selecionável), modo de deslocamento de alta velocidade (realimentação de corrente do motor para evitar proteção de sobrecorrente) e modo de deslocamento de baixa velocidade ser usado para proteção de monitoramento atual.
Além disso, a maioria dos pinos do MCU pode suportar uma grande saída de corrente de 40mA, o que pode reduzir o número de componentes do inversor externo e reduzir ainda mais os custos. A Renesas Electronics também fornece projetos de referência para controladores de bicicletas elétricas e ferramentas elétricas sem escovas de CC para microcontroladores de controle de motor, encurtando o tempo de entrada do cliente e o ciclo de desenvolvimento do produto.
Série R7F0C014
O mercado-alvo da série R7F0C014 de microcontroladores está bloqueado no controle do motor inversor, modems de software, eletrodomésticos, dispositivos móveis, equipamentos médicos e de saúde e outros produtos eletrônicos de consumo, equipamentos de escritório, equipamentos industriais e outros campos. A série também possui o núcleo RL78 e está disponível em pacotes de 32 pinos LQFP (pitch de 0,8 mm) e 64 pinos (0,5 mm e 0,65 mm).
O R7F0C014 não só tem um oscilador de alta precisão (± 1%) no chip, um CPU de freqüência operacional de 32MHz e outras funções internas padrão, mas também usa um multiplicador mais rápido e uma família R8C multiplexada do que a RL78 / G13. Series. Função de comando com rastreamento verificável, como timer RD / RG para PWM trifásico, controlador de transferência de dados, controlador de link de evento, pode enquadrar o sistema a um custo geral mais baixo para um tamanho mais compacto e menor consumo de energia.
Além disso, também suporta operação de tensão ampla (tensão de trabalho de 1,6V-5,5V) e um grande número de funções para suportar segurança funcional (como função de teste de conversor A / D) e Flash de grande capacidade (128KBFlash , 8KBRAM, 8KB) Data Flash), os usuários podem adicionar um grande número de códigos relacionados à segurança para atender aos requisitos IEC e de segurança.
Série R7F0C806 / 807
A série R7F0C806 / 807 de microcontroladores possui um oscilador de alta precisão de ± 2% no chip (TA = 0 + 40 ° C), possibilitando a operação da CPU em até 20MHz com reset de ativação e watchdog opcionais incorporados temporizadores. Ajuda o sistema a obter um tamanho mais compacto e baixo consumo de energia, fazendo com que todo o sistema custasse menos. Além disso, o R7F0C806 / 807 possui um circuito de controle de saída em tempo real integrado que pode alcançar simultaneamente a saída de 8 canais através do modo de saída PWM do temporizador, o que ajuda os clientes a desenvolver controle de motor DC sem escovas e controle do motor de passo ao mesmo tempo).
Disponível em pacotes SSOP e SOP de 20 pinos, e em um array flash de 4KB-8KB, a família é ideal para pequenos dispositivos e aplicações para consumidores de uso geral.
Em aplicações práticas, usando a função de saída PWM da TAU, um motor DC ou dois motores de passo podem ser controlados; gerando uma interrupção causada por INTP0, a saída pode ser cortada; por configuração de software, pode ser forçado a cortar. Selecione entre as quatro saídas de saída Hi-Z, saída de baixo nível, saída de alto nível e saída de corte desativado.
