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      編者按:隨著經濟的發展,工業、家電領域對電機的需求逐漸增長,國家也積極推出相關的政策與標準。鑒此,電子發燒友網特別策劃《電機控制技術專題》,期在工程師設計較為常見的電機控制領域,如MCU、電機驅動等方案中提供有價值的參考。

      《智能電表技術專題》調查問卷

      廠商MCU方案比較

      MCU方案

      今天,MCU技術的最近發展允許電機能在更低的成本下更高效地運行。在某些市場上,這能加快從機電向電子控制的轉變,從而能實現變速電機控制以優化電機的工作效率,并在器件的層面上降低所有應用的成本。家用電子設備中的電子電機控制要求、工業和汽車市場促進了對具有先進的電機控制外設的MCU的需求。

      MCU方案總結

      各家電機MCU方案中,均已32位和16位微控制器為主,其中德州儀器和飛思卡爾的MCU產品種類最齊全,C2000系列芯片與Kinetis系列芯片更是德州儀器和飛思卡爾主推的電機控制MCU產品。

      廠商TI飛思卡爾英飛凌ST微芯
      32位

      TMS320F280200DA
      主頻:40MHz
      定時器:3x32Bit GP,1 WD
      PWM:8Ch
      FLASH:16K Words
      ADC:12-Bit
      I2C:1
      SPI:1
      UART(SCI):1
      GPIO:20
      價格:2.15$| 1ku

      MVF30NN151CKU26
      內核:ARM Cortex A5
      定時器:電機控制/通用定時器、周期中斷定時器、低功耗定時器、MAC接口IEEE 1588定時器
      RAM:1.5MB
      GPIO:37
      價格:10000@62.25 ¥each

      XMC4500-F100K1024
      內核:ARM Cortex-M4
      主頻:120MHz
      RAM:160KB
      DMA:12Ch
      接口:UART、SPI、I2S、I2C
      定時器、PWM、Delta-sigma調解器、Position接口等多種組合
      價格:6.55 € |1 Ku

      STM32L051C6
      內核:ARM Cortex-M0
      主頻:32MHz
      FLASH:32KB
      定時器:5X16位(IC/OC/PWM),2xWD,RTC,System
      ADC:10x12Bit
      RAM:8 KB
      價格:

      ——
      16位

      MSP430F2616
      主頻:16MHz
      定時器:1 16-bit (3CCR),1 16-bit(7CCR),1WD/Interva
      FLASH:92K Words
      ADC:8Ch,12-Bit
      I2C:2
      SPI:2
      GPIO:48
      DMA:3
      價格:5.85 $| 1ku

      MC56F8006
      主頻:32MHz
      定時器:1個16位雙通道定時器(輸入捕捉、PWM、周期、中斷)
      FLASH:16KB
      RAM:2KB
      ADC:32Ch x 16Bit
      GPIO:13
      價格:10000 @10.58¥ each

      ————

      dsPIC33EP512MU810
      CPU處理速度:70MIPS
      引腳數:100
      定時器:4x32Bit
      UART:4
      SPI:4
      I2C:2
      RAM:53248 Bytes
      FLASH:512KB
      價格:2.24$

      8位——

      MC9S08PA16VLD
      總線頻率:16MHz
      定時器:2定時器模塊,可配置為輸入捕捉、輸出比較。PWM模式
      FLASH:16KB
      ADC:12Ch,12-Bit
      I2C:1
      SPI:1
      SCI:2
      GPIO:37
      價格:5.85 10000 @ 5.00 ¥each

      ————

      PIC12F1822
      CPU處理速度:8MIPS
      引腳:8
      RAM:128KB
      定時器:2x8 Bit 1x16 Bit
      UART:1
      SPI:1
      I2C:1
      FLASH:3.5KB
      價格:5.66¥每片

      廠商驅動方案比較

      驅動方案

      在家用及工業應用中,一個電機系統通常都會帶有幾個驅動模塊,驅動電路的性能很大程度上影響著整個電路系統的工作狀態。在很多應用場合,都要求電機具有高效、可靠、節能以及低成本等性能,而如今電機驅動設備的功耗常常占整個系統功耗的三分之二,所以開發更節能高效的電機驅動系統勢在必行。

      驅動方案總結

      目前,TI、飛思卡爾、英飛凌、ST、微芯幾家廠商電機驅動方案多采用MOS管橋式PWM脈寬調制。隨著技術的發展MOS官的橋式驅動芯片會逐漸凸顯出其優勢,但其功耗大的弊端也不能忽視。

      廠商TI飛思卡爾英飛凌ST微芯
      驅動方案

      三相無刷前置驅動:
      DRV8301:
      Vs:4V~60V
      工作溫度:(C):
      -40~125
      灌電流:2.3A
      拉電流:1.7A
      控制方式:PWM
      價格:2.50$ | 1ku
      MOSFET 驅動器:
      TPS2816:
      Vcc:4V~14V
      輸出電流峰值:2A
      工作溫度(C):
      -40~125
      上升時間:14ns
      下降時間:14ns
      價格:0.755$ | 1ku

      功率模塊驅動器:
      MC33937:
      3個高邊FET預驅動器
      3個低邊FET預驅動器
      輸入電壓:8.0V~40V
      柵極驅動:>1.0A
      電力驅動:
      MPC17510:
      單片集成H橋
      200kHz的PWM控制輸入頻率
      工作溫度(C):-30~65
      輸入電壓:2V~15V
      導通電阻:0.55Ohm
      輸出電流:1A(DC)~3A

      伺服與步進電機驅動:
      TLE4205:
      輸出電流:-1A~1A
      工作溫度:-40~150
      供電電壓:-0.3V~15V
      集成全橋驅動器:
      TLE5205G:
      工作溫度:-40~150
      輸出電流峰值:6A
      PWM頻率:25kHz
      提供低靜態電流模式

      標準功能電機驅動
      L99MD01:
      最大輸出電流:1A
      控制:PWM
      工作電壓:3.0V~5.3V
      功率級
      L6384E:
      操作溫度:-40~125
      輸入電壓:11.5V~17V
      最大轉換頻率:400KHz

      3相BLDC電機驅動
      MCP8024:
      工作溫度:-40~150
      控制:PWM
      輸入電壓:6V~40V
      輸出電流峰值:0.5A(12V)
      全橋驅動器
      MTS2916A:
      工作電壓:10V~40V
      工作溫度:-40~105
      控制:PWM

      網友互動

      電機控制,MCU、DSP還是FPGA?

      不同應用對電機控制器的要求有很大區別。目前市場上的控制器/驅動器解決方案各有千秋,包括了針對特定簡單應用的標準控制器/驅動器,以及采用外部緩沖柵極驅動器和功率級的MCU、DSP和FPGA。

      MCU是目前市場上的主流控制方案,適用于高、中、低端電機控制;DSP數據處理能力較強、運算速度快,一般適用于高端復雜的電機系統,但是依賴于軟件算法的成熟性和穩定性;FPGA通過集成邏輯電路及專用電機驅動,能夠很好地適用于定制化的電機系統,但是在電機的通用控制性略有不足。【詳情】

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