Ameya代理品牌:瑞萨电子使用旋转变压器的电机控制设计

发布时间:2022-07-29 09:52
作者:Ameya360
来源:瑞萨电子
阅读量:3179

    如今,在科技的浪潮下,机械设备的智能化发展已经成为一种必然趋势,这使得高能效的电机控制设计面临着严峻的挑战。与此同时,随着电子产品精细化发展趋势显著,能够在体积和成本双重受限的状况下,还能保持长期运行且安全可靠的电机控制设计更是难上加难。

    为了缩短客户的研发时间,减轻客户的研发难度,瑞萨电子推出了使用旋转变压器的电机控制方案,该方案提供了具有旋转变压器位置控制功能的步进电机设计和可选的BLDC电机设计,集成了一个带内置旋转变压器的马达、MCU、旋转变压器、数字转换器、电机驱动器,以及用于电机和控制电路的电源IC,不仅具有极高的性能,而且高集成度和紧凑的设计,也可使其应用于体积受限的应用中。

Ameya代理品牌:瑞萨电子使用旋转变压器的电机控制设计

    MCU选型

    本方案采用了RX24T与RX651/RA6E1的双MCU控制。其中,RX24T系列属于32位微控制器,特别适于双逆变器控制。其内置浮点单元(FPU),能够轻松地对复杂的逆变器控制算法进行编程。这极大地缩短了软件开发和整体维护所需的时间。RX24T微控制器设计确保最高的抗扰度,能够为任何采用逆变器的设备提供高可靠性。而RX651则非常适用于需要增强安全性、连接功能和HMI功能的物联网设备。

    步进电机

    本方案采用了2个全桥FET驱动器HIP4082、1个低压差线性稳压器RAA214220以及1个旋转变压器数字转换器(RDC)IC RAA3064002/3的设计。HIP4082 H桥驱动器专门针对PWM电机控制和UPS应用。该器件的工作电压高达80V,非常适用于中等功率水平的应用,且器件内部不包含电荷泵,但具有上层驱动电路的非锁存电平移位转换控制。这样的功能和规格对于尺寸和成本有需求的应用非常友好。

    RAA214220低压差线性稳压器具有2.5V–20V的宽输入电压范围以及出色的线路和负载调节能力。并在内部集成了多种故障保护功能,这些特性使其适用于电池供电和USB设备。RAA3064002/3 RDC IC的作用是将来自旋转变压器的角度模拟信号转换为数字信号,从而供MCU处理。

    借助这些器件,步进电机解决方案实现了以下特点:

    通过带有旋转变压器位置信息的伺服控制实现了无失步裕度,最大程度地提高电机扭矩,缩小电机尺寸,并通过减少齿轮(减速器)来降低BOM成本。

    通过减小转矩纹波的伺服控制实现低噪音和低振动。通过减少阻尼器和缩小系统尺寸来降低BOM成本。

    通过用最小所需电流控制扭矩来减少功率消耗。通过降低电机的热量产生来降低冷却系统成本。

    得益于这些性能,本方案可用于办公自动化和工业应用的高性能电机驱动装置,例如可用于扫描仪、多功能打印机和自动存款机。

    BLDC电机设计

    方案采用了RAA227063智能栅极驱动器IC和RAA3064002/3旋转变压器数字转换器(RDC)IC。其中,RAA227063适用于三相无刷DC(BLDC)电机应用。它集成了三个半桥智能栅极驱动器,能够驱动多达三个N沟道MOSFET桥,支持4.5V至60V的桥电压。并具有可编程驱动强度控制。实现了可调和自适应死区时间,以确保鲁棒性和灵活性。

    BLDC电机解决方案是一款可用于自动引导车AGV、小型车、服务机器人和机动自行车应用的高性能电机驱动装置,能够实现以下优势:

    使用高精度位置信息和高分辨率旋转变压器,通过伺服控制来实现精细运动/停止控制。

    通过提高位置分辨率和优化速度响应,来抑制旋转不均的情况并减少造成震动的波纹。甚至可以在高速的情况下抑制震动/振动,并快速移动到目标值。

    该旋转变压器由铜板或钢板制成,无需精密零件,因此不易断裂,并且经久耐用。在任何环境下(如热、油、灰尘和强振动)都能保持传感器的功能和性能。

    使用旋转变压器的电机控制设计将步进电机方案和BLDC电机方案结合在一起,为客户带来精确控制和高电机性能的同时,最大程度地减少了客户的研发时间。未来,瑞萨也会在此基础上继续研发新的产品,为电机发展贡献力量。

(备注:文章来源于网络,信息仅供参考,不代表本网站观点,如有侵权请联系删除!)

在线留言询价

相关阅读
瑞萨电子荣获全球电子成就奖“年度最佳电子企业”荣誉
  11月5日-6日,国际集成电路展览会暨研讨会(IIC Shenzhen 2024)于深圳福田会展中心7号馆举行。大会同期举办了“全球CEO峰会”与“2024年度全球电子成就奖”颁奖典礼,瑞萨电子凭借强大的技术实力和卓越的市场表现,被授予“年度最佳电子企业”荣誉。  全球电子成就奖  年度最佳电子企业  全球电子成就奖旨在评选并表彰对推动全球电子产业创新做出杰出贡献的企业和管理者。作为中国电子行业中最具声望的奖项之一,瑞萨对此次获评“年度最佳电子企业”殊荣深感荣幸。这不仅是业界对于瑞萨技术实力与市场成就的双重认证,更是对其在全球电子产业中所作贡献的高度表彰。  在11月5日举办的全球CEO峰会中,瑞萨电子全球销售与市场副总裁赖长青受邀参会,并发表《瑞萨边缘AI全景图》主题演讲,介绍了瑞萨在边缘AI领域的产品布局和进展。  他表示:“就人工智能开发的生态系统而言,真正重要的是提供易用的开发平台。瑞萨将人工智能开发工具与e2studio开发环境集成在一起,可在其中创建一个具有上下文感知的模型,并将模型导入到客户的嵌入式项目中。除此之外,瑞萨可提供多种解决方案资源,包含了丰富的视觉应用示例,涵盖安全检测应用,工业控制等。不仅如此,瑞萨还与许多合作伙伴携手,推出各具特色的嵌入式AI产品,致力于为客户提供一流的硬件产品及开发平台。”  演讲最后,赖长青强调:“这是一个充满机会和挑战的时代,人工智能正在和各种应用相互融合。为了帮助开发人员提升AI相关的经验,加速开发这些应用程序,瑞萨提供了一系列人工智能工具,旨在帮助客户开发出高度优化的模型。同时,瑞萨期待成为您的合作伙伴,为您的产品创造更多价值。”  未来,瑞萨电子将继续加大研发投入、不断推动产品与技术创新升级。在智能时代全面到来的关键时期,瑞萨也将通过更多高“智”量产品,帮助客户以更好的姿态顺利完成智能化转型,为行业的发展注入新的活力。
2024-11-12 10:58 阅读量:460
瑞萨电子推出全新RA8入门级MCU产品群,提供极具性价比的高性能Arm Cortex-M85处理器
  全球半导体解决方案供应商瑞萨电子(TSE:6723)宣布,推出RA8E1和RA8E2微控制器(MCU)产品群,进一步扩展其业界卓越和广受欢迎的MCU系列。2023年推出的RA8系列MCU是首批采用Arm® Cortex®-M85处理器的MCU,实现市场领先的6.39 CoreMark/MHz(注)性能。新款RA8E1和RA8E2 MCU在保持同等性能的同时,通过精简功能集降低成本,成为工业和家居自动化、办公设备、医疗保健和消费品等大批量应用的理想之选。  RA8E1和RA8E2 MCU采用Arm Helium™技术,即Arm的M-Profile矢量扩展,与基于Arm Cortex-M7处理器的MCU相比,在数字信号处理器(DSP)和机器学习(ML)应用层面实现高达4倍的性能提升,使得快速增长的AIoT领域应用成为可能——在这一领域,高性能对于AI模型的执行至关重要。  RA8系列产品集成低功耗特性和多种低功耗模式,在提供业界卓越性能的同时,可进一步提高能效。低功耗模式、独立电源域、更低的电压范围、快速唤醒时间,以及较低的典型工作和待机电流组合,使得系统整体功耗更低。帮助客户降低整体系统功耗并满足相关法规要求。新款Arm Cortex-M85内核还能以更低的功耗执行各种DSP/ML任务。  RA8系列MCU由瑞萨灵活配置软件包(FSP)提供支持。FSP带来所需的所有基础架构软件,包括多个RTOS、BSP、外设驱动程序、中间件、连接、网络和TrustZone支持,以及用于构建复杂AI、电机控制和云解决方案的参考软件,从而加快应用开发速度。它允许客户将自己的既有代码和所选的RTOS与FSP集成,为应用开发打造充分的灵活性。借助FSP,可轻松将现有设计迁移至新的RA8系列产品。  Daryl Khoo, Vice President of Embedded Processing 1st Business Division at Renesas表示:“我们的客户对RA8 MCU的卓越性能赞不绝口,现在他们期望获得性能更高且功能更优化的版本,以满足其成本敏感的工业、视觉AI和中端图形应用需求。RA8E1和RA8E2为这些市场打造了性能和功能的完美平衡,并且借助FSP实现了在RA8系列内部或从RA6 MCU的轻松迁移。”  RA8E1 MCU的关键特性  - 内核:360MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术  - 存储:集成1MB闪存、544KB SRAM(包括带ECC的32KB TCM、带奇偶校验保护的512KB用户SRAM)、1KB待机SRAM、32KB I/D缓存  - 外设:以太网、XSPI(八线SPI)、SPI、I2C、USBFS、CAN-FD、SSI、12位ADC、12位DAC、HSCOMP、温度传感器、8位CEU、GPT、LP-GPT、WDT、RTC  - 封装:100/144引脚LQFP  RA8E2 MCU的关键特性  - 内核:480MHz Arm Cortex-M85,包含Helium和TrustZone技术  - 存储:集成1MB闪存、672KB SRAM(包括带ECC的32KB TCM、带奇偶校验保护的512KB用户SRAM+额外128KB用户SRAM)、1KB待机SRAM、32KB I/D缓存  - 外设:16位外部存储器接口、XSPI(八线SPI)、SPI、I2C、USBFS、CAN-FD、SSI、12位ADC、12位DAC、HSCOMP、温度传感器、GLCDC、2DRW、GPT、LP-GPT、WDT、RTC  - 封装:224引脚BGA  成功产品组合  瑞萨将全新RA8E1和RA8E2产品群MCU与其产品组合中的众多兼容器件相结合,创建了广泛的“成功产品组合”,包括入门级语音和视觉人工智能系统以及家用电器人机界面(HMI)。这些“成功产品组合”基于相互兼容且可无缝协作的产品,具备经技术验证的系统架构,带来优化的低风险设计,以加快产品上市速度。瑞萨现已基于其产品阵容中的各类产品,推出超过400款“成功产品组合”,使客户能够加速设计过程,更快地将产品推向市场。
2024-11-12 10:55 阅读量:228
瑞萨电子与航盛电子达成合作共识,签订合作伙伴协议
解决方案 | 瑞萨三合一驱动单元方案,助力电动车轻盈启航
  如今,电动汽车驱动器正在从传统的分布式系统过渡到集中式架构。  在传统的电动汽车设计中,逆变器、车载充电器、DC/DC转换器等关键部件往往采用分布式布局,各自独立工作,通过复杂的线束相互连接。这种设计方式不仅繁杂笨重,且维护起来也异常复杂。在这种情况下,X-in-1技术应用而生。X-in-1技术是一种动力传动系统的集成技术,‌旨在将多个动力传动组件集成到单一的系统中,‌以提高整体性能、‌减少体积和重量。‌  基于X-in-1技术,瑞萨推出三合一电动汽车单元解决方案,该方案将多个分布式系统集成到一个实体中,包括车载充电器,牵引电机控制,以及DC/DC转换器。这种集成极大简化了车辆组装难度,同时也降低了系统成本。  该方案采用适用于HEV/EV电机控制的高端车载微控制器RH850/C1M作为核心控制。RH850/C1M的内部旋转变压器/数字转换器(RDC2)和增强电机控制单元(EMU2)可降低CPU负载,只需与CPU进行少量交互即可有效控制电机。在MCU供电方面,方案采用RAA270000KFT电源管理IC。其包含两个集成的电流模式DC/DC转换器、四个低压差线性稳压器和两个线性跟踪器,实现了稳压器的过压、欠压检测等多种检测和诊断功能。  在负载电源转换的设计中,本方案采用PFC+LLC架构,并搭载TP65H035G4WS 650V 35mΩ氮化镓FET、RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET、ISL28214运算放大器以及ISL81802双通道同步降压控制器。  其中,ISL81802是一款双通道同步降压控制器,采用峰值电流模式控制,两个输出具有相位交错功能。每个输出都有配备了电压调节器、电流监视器和平均电流调节器,以提供独立的平均电压和电流控制。内部锁相环(PLL)振荡器可确保100kHz至1MHz的精确频率设置,并且振荡器可与外部时钟信号同步,以实现频率同步和相位交错并联应用。  在牵引逆变器的设计上,本方案采用RBA250N10CHPF-4UA02 MOSFET和ISL78434半桥NMOS FET驱动器。ISL78434半桥NMOS FET驱动器具有双独立输入,可分别用于控制高侧和低侧驱动器,能够为每个栅极驱动器提供独立的拉电流和灌电流引脚。  随着电动汽车市场竞争的加剧,X-in-1技术的应用将变得更加广泛。在这一背景下,瑞萨将继续凭借其在微控制器(MCU)、电源管理IC、模拟与混合信号IC以及连接等领域的深厚积累,积极应对市场挑战,为电动汽车制造商提供全面的技术支持与产品服务。
2024-09-27 13:52 阅读量:753
  • 一周热料
  • 紧缺物料秒杀
型号 品牌 询价
TL431ACLPR Texas Instruments
CDZVT2R20B ROHM Semiconductor
BD71847AMWV-E2 ROHM Semiconductor
MC33074DR2G onsemi
RB751G-40T2R ROHM Semiconductor
型号 品牌 抢购
STM32F429IGT6 STMicroelectronics
BU33JA2MNVX-CTL ROHM Semiconductor
BP3621 ROHM Semiconductor
ESR03EZPJ151 ROHM Semiconductor
TPS63050YFFR Texas Instruments
IPZ40N04S5L4R8ATMA1 Infineon Technologies
热门标签
ROHM
Aavid
Averlogic
开发板
SUSUMU
NXP
PCB
传感器
半导体
相关百科
关于我们
AMEYA360微信服务号 AMEYA360微信服务号
AMEYA360商城(www.ameya360.com)上线于2011年,现 有超过3500家优质供应商,收录600万种产品型号数据,100 多万种元器件库存可供选购,产品覆盖MCU+存储器+电源芯 片+IGBT+MOS管+运放+射频蓝牙+传感器+电阻电容电感+ 连接器等多个领域,平台主营业务涵盖电子元器件现货销售、 BOM配单及提供产品配套资料等,为广大客户提供一站式购 销服务。