兆易创新基于GD32 MCU的电机驱动方案

发布时间：2023-04-11 11:24
作者：AMEYA360
来源：网络
阅读量：2349

　　电机控制器作为连接电池与电机的电能转换单元，是电机驱动及控制系统的核心。随着市场需求的不断扩大，人们对于电机驱动技术以及控制器性能的要求也越来越高。首先，电机系统数字化是必然的发展方向。电驱动控制系统在高性能高速处理器的基础上，可以实现复杂多变的控制算法，进一步提升电机效率。其次，电机系统轻量化和集成化也是发展趋势。在控制器方面，实现功率器件、驱动、控制、传感器、电源等的集成化，不仅减小体积，也有利于提高电机系统效率，降低能耗损失。

兆易创新基于GD32 MCU的电机驱动方案

　　兆易创新针对电机驱动市场推出了多款电机驱动开发平台。例如，GD32E230C-FOC，采用Cortex-M23内核的GD32E230C8T6芯片作为主控MCU，以GD30DR8306为驱动芯片，完成电机驱动功能的实现。

　　方案优势及产品推荐

　　1.   针对强算力需求

　　特征：高动态性能FOC；可满足多种实时通讯需求；可同时控制2台BLDC/PWSM；支持多种无传感器算法。

　　推荐产品：GD32F407、GD32E50X系列

　　推荐开发板：GD32F407R_FOC开发板、GD32E503R_FOC开发板

　　2.   针对主流需求

　　特征：FOC矢量控制；单电阻电流采样；可同时控制电机+PFC；无传感器算法

　　推荐产品：GD32F303、GD32E103、GD32VF103

　　开发板推荐：GD32F303R_FOC开发板、GD32F303R_BLDC开发板

　　GD32F303R_FOC开发板示例

兆易创新基于GD32 MCU的电机驱动方案

　　3.  针对成本敏感需求

　　特征：FOC矢量控制；方波控制；单电阻或三电阻采样

　　推荐产品：GD32E230、GD32F330、GD32F130

　　推荐开发板：GD32E230C_FOC开发板、GD32E230_BLDC控制板


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　　11月12日，兆易创新GigaDevice (股票代码 603986)在上海举办了以“勇跃•芯征程”为主题的新品发布会，来自工业和数字能源等领域的行业伙伴齐聚一堂，共襄盛举。本次发布会中，兆易创新展现了其在工业自动化、数字能源等领域的最新成果，不仅重磅揭幕了两款MCU新品——EtherCAT®从站控制芯片和GD32G5系列Cortex®-M33内核的高性能MCU，还同步推出一系列搭载全新MCU产品的电机控制和数字能源方案。与此同时，众多合作伙伴也于发布会首次推出基于GD32 MCU的创新解决方案。这不仅彰显了兆易创新在工业及数字能源领域的持续关注与坚定承诺，也体现出公司与行业伙伴之间紧密的合作关系和坚实的市场基础。　　EtherCAT®伺服从站解决方案　　助力工控智效提升　　在工业4.0的发展进程中，制造业正朝着智能化、网络化和自动化的方向稳步迈进，对于高效且可靠的通信技术的需求愈发迫切。EtherCAT®(Ethernet for Control Automation Technology)作为一种基于以太网的实时工业现场总线通信协议，能够提供纳秒级的精确同步，该特性对伺服驱动系统而言至关重要。伺服驱动系统通常需要精确地协调各轴动作，而EtherCAT®可确保各个伺服轴在极短时间内同步接收并执行控制指令，进而实现多轴伺服驱动快速且精准的同步运动，从而提升生产效率、优化机械性能。　　兆易创新推出的伺服从站系统解决方案以Cortex®-M7内核的GD32H75E系列超高性能工业互联MCU为主控，集成了ESC(EtherCAT® SubDevice Controller)模块。该系统采用标准CIA402协议，通过TwinCAT进行实时控制。方案支持轮廓位置模式(PP)、30种原点回归模式(HM)、循环同步位置模式(CSP)等多种工作模式。内置HPDF模块与外部sigma-delta调制器，能够实现In-line电流采样，这不仅有助于电机控制性能的提升，还确保了在复杂工况下的可靠性与稳定性。该方案可广泛适用于数控车床、机器人、自动化生产线、机械臂等应用领域。　　3.5kW直流充电桩与便携式双向储能方案　　助力用能效率优化　　随着全球能源结构的转型和新能源汽车市场的迅猛发展，数字能源行业迎来了快速发展的新时代。在此背景下，兆易创新推出了基于GD32G5系列高性能MCU的3.5kW直流充电桩与便携式双向储能逆变方案，以满足市场对于高效、智能、环保能源使用的迫切需求。　　作为直流充电桩的控制大脑，MCU能够精确调控充电桩的输出，将电网电压转换为直流电压，为新能源电动汽车充电，并确保充电过程的高效性和安全性。兆易创新推出的基于GD32G5系列高性能MCU的3.5kW直流充电桩方案，采用单颗MCU芯片控制两级拓扑(前级单相图腾柱PFC与后级全桥LLC)，其中，PFC的开关频率为70kHz，LLC的开关频率为94kHz~300kHz。方案的输入电压为220V(±10%)/50Hz，输入电流最大有效值为17A;输出电压为250VDC~450VDC，支持涓流、恒流和恒压充电。方案实现系统峰值效率96.2%，PF为0.999，THD为2.7%，可满足当下电动汽车充电应用的严苛要求。　　与此同时，兆易创新还推出了便携式双向储能逆变方案。方案使用电网交流电对电池进行充电，以便在停电或户外场景中，将电池中存储的电能进行输出，供给电器设备使用。针对该方案，用户可以选择采用全新的GD32G5系列高性能MCU或GD32E5系列MCU作为主控单元。方案由两颗MCU控制三级架构，包括LLC、Buck/Boost和逆变/PFC。其中，LLC的开关频率为100kHz，Boost/Buck和逆变/PFC的开关频率均为20kHz。在并网充电模式下，方案可将220VAC市电电压转换为24V直流电压为电池包进行恒流或者恒压充电，最大功率500W;在离网供电模式下，可将20~27.2V电池电压逆变为220VAC市电电压，最大功率达1kW。该方案可广泛适用于户外露营、航拍摄影、移动办公、应急充电、应急救灾、医疗抢险等多种场景。　　此外，兆易创新在GUI图形显示、AI、无线连接、信息安全及功能安全等领域的重点方案也同步展出。兆易创新在工业及数字能源等市场已扎根多年，丰富的产品品类以其增强的处理效能和多样的资源能够持续为市场应用提供支持，多元、完善的行业解决方案更是一站式满足客户所需，助力客户实现敏捷开发。　　与行业伙伴携手　　众多创新方案精彩呈现　　在本次发布会中，多家兆易创新的合作伙伴也同步推出了基于GD32 MCU的全新解决方案。其中，深圳中电港技术股份有限公司带来了基于GD32F527/GD32VW553的工商业储能BMS解决方案。该方案技术先进、功能齐全、安全可靠，采用了地址自动编址技术，架构灵活可扩展，支持本地或云端多种升级方式，并通过算法可以根据不同的运行状态，灵活地调整电池智能均衡策略。方案配备多级故障保护机制及两级数据存储机制，可确保系统的稳定运行和数据的安全性。基于此方案，客户也可根据自身特定需求进行二次开发，这种高度的灵活性极大地压缩了开发时间，预计能够为客户节省至少六个月的开发周期。方案覆盖了广泛的应用场景，无论是大型储能系统，如光伏储能、风能储能、基站储能，还是小型储能设备，如家庭储能、便携式储能、车载储能、UPS等，均能完美适配。　　与此同时，兆易创新的合作伙伴纳微半导体推出了全新CRPS185 4.5kW AI数据中心服务器电源方案。该方案依托兆易创新GD32G553高性能MCU，以及纳微GaNSafe™高功率氮化镓功率芯片、GeneSiC™第三代快速碳化硅功率器件，以137W/in³的超高功率密度和超97%的效率展现出极佳性能。方案采用交错并联图腾柱PFC和高频全桥LLC两级方案，其中，交错并联图腾柱PFC通过搭载LQFP48 GD32G553CET7型号，可以出色地实现数字控制;300kHz高频全桥LLC则采用LQFP128 GD32G553QET7型号，除了能够实现对高频LLC的精确控制外，还可以实现电源的时序控制并具备与I2C/PMbus通信功能等。　　未来，兆易创新还将不断深化工业领域的探索，深入挖掘行业需求，推进产品和技术的革新突破。与此同时，公司还将与众多合作伙伴携手，持续研发创新的解决方案，以满足市场的变化与客户的多样化需求，为推动行业发展创造更大的价值。　　*兆易、兆易创新、GigaDevice，GD32，及其标志均为兆易创新科技集团股份有限公司的商标或注册商标，其他名称或品牌均为其所有者所有。
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　　兆易创新GigaDevice(股票代码 603986)今日宣布，其GD32F30x STL软件测试库获得了德国莱茵TÜV(以下简称“TÜV莱茵”)颁发的IEC 61508 SC3(SIL 2/SIL 3)功能安全认证证书，这也是继GD32H7 STL软件测试库之后再次获得的此类认证，这意味着兆易创新在功能安全领域的布局已全面覆盖了Arm® Cortex®-M7内核高性能MCU和Arm® Cortex®-M4内核主流型MCU的软件测试库，将为用户在工业领域的应用提供更丰富的产品选择。这一系列成就彰显了兆易创新对产品安全性、可靠性的不懈追求和坚定承诺，同时也显示出公司在功能安全领域的专业实力和先进性。　　GD32F30x STL软件测试库致力于为GD32F30x系列MCU的安全运行提供保障。它通过对内部CPU/DPU、FPU、MPU等核心组件的运行状态进行监控，并对SRAM、Flash等内存区域进行定期检查，能够快速识别随机硬件故障。如检测出故障，GD32F30x STL软件测试库会立即触发预设的安全响应机制，将MCU置于安全状态中，从而降低潜在的风险隐患，为用户解决和修复系统故障争取时间。同时，还提供包括FMEDA和安全手册在内的详细文档，确保产品在设计、开发和生产过程中符合特定的安全要求。　　“兆易创新CTO、MCU事业部总经理李宝魁先生表示：“随着工业自动化和智能化的不断深入，功能安全的重要性日益凸显。GD32H7 STL和GD32F30x STL接连通过IEC 61508 SC3(SIL 2/SIL 3)功能安全认证，表明兆易创新在功能安全领域已经建立了成熟的管理体系，这对于巩固GD32MCU产品的综合竞争力、助力用户以更短的时间开发出符合功能安全标准的产品具有重要意义。与此同时，基于Arm® Cortex® M33内核的GD32MCU软件测试库认证工作也在同步推进中，我们将继续对标国际标准，持续推动公司技术进步和产品升级。”　　“TÜV莱茵大中华区工业服务与信息安全总经理赵斌先生表示：“祝贺兆易创新再次获得TÜV莱茵STL功能安全认证!兆易创新在功能安全建设方面持之以恒地投入，展现出了对严苛安全标准的执着追求，我们对此高度赞赏。未来，我们将继续秉承专业的技术要求，遵循严谨的认证流程，不断深化双方合作，助力兆易创新在功能安全领域取得更多新的突破。”
2024-11-12 11:09 阅读量：239
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