如今，微控制器 (MCU) 代表了最重要的計算技術(shù)之一，因為它們現(xiàn)在是所有嵌入式應用程序的基礎。微控制器提供無數(shù)計算解決方案，有時甚至具有特定于應用程序的性質(zhì)，例如電機控制。電機控制應用通常通過結(jié)合專用電機控制單元和系統(tǒng)控制單元來實現(xiàn)，兩者都使用微控制器及其相關(guān)軟件。

一些微控制器設計用于同時控制空調(diào)、洗衣機和洗碗機等設備中的多個永磁電機。此外，通用逆變器、不間斷電源 (UPS) 以及加熱系統(tǒng)、通風系統(tǒng)和溫度調(diào)節(jié)應用等工業(yè)應用可以實施各種 MCU 解決方案。

低功耗 MCU

由于需要延長運行時間，因此必須注意所有硬件組件的電源要求，尤其是微控制器。在設計階段，設計人員必須了解他們愿意接受的折衷方案，并評估市場上微控制器技術(shù)特性的差異。這些設備的技術(shù)是 CMOS。該技術(shù)呈現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)行為。處理此類技術(shù)時需要考慮兩個基本方面：晶體管不開關(guān)時吸收的電流（漏電流）和開關(guān)不工作時吸收的電流。

MCU 的能源需求取決于其工作模式和被迫工作的環(huán)境條件。微控制器具有三種基本操作模式，它可以在其中運行（因此會消耗能量）：正常、等待模式和停止模式。顯然，在正常模式下，微控制器完全可以運行，而這正是模式。如果與其他模式相比，這種模式需要更高的能耗。

越來越具體和完整的板載微控制器外圍設備的開發(fā)使得控制電路的集成越來越緊密，從而減少了空間和功耗。

高性能設備

東芝的 M3H設備集成了高性能模擬電路和支持完整電機控制所需的各種基本功能。該系列包括 64 至 144 引腳封裝，具有 256 至 512KB 的閃存和 32KB 的數(shù)據(jù)閃存。工作頻率為80MHz。集成功能包括高精度模擬電路，如轉(zhuǎn)換速度為1.5μs、最多21通道的12位ADC轉(zhuǎn)換器和8位2通道DAC。此外，東芝提供包含數(shù)字 RDC、矢量引擎 (VE) 和一次性脈沖發(fā)生器的 MCU 解決方案。這些特性提高了算法的效率。

Microchip dsPIC33CK 是用于電機控制的雙核版本。對于快速控制周期，它包括減少延遲的寄存器、加速數(shù)字信號處理的附加指令、緊密的外設耦合和快速時鐘。它尺寸小，可采用高達 5x5mm 36pin μQFN 和高達 12x12mm 80pin TQFP 的封裝。處理速度高達 100Mips，適用于控制多個執(zhí)行磁場定向控制算法和功率因數(shù)校正的無傳感器和無刷電機。

Microchip 的 32 位微控制器涵蓋廣泛的電機控制應用，從初級 6 步無刷直流 (BLDC) 控制到高級無傳感器磁場定向控制 (FOC)。SAM C Cortex?-M0 + (MCU) 微控制器系列基于數(shù)十年的內(nèi)置閃存微控制器技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)驗。這些設備將 ARM Cortex-M0 + MCU 的高性能電機控制和能效與優(yōu)化的架構(gòu)和一組外設相結(jié)合。SMART SAM C 非常適合在 5V 電壓下運行的家用電器和其他控制應用。CAN-FD、LIN 和汽車認證使 SAM C2x 系列成為汽車應用（例如內(nèi)部座椅、門鎖、電動車窗等）的明智選擇。

在SAM中C2x系列器件在IDE Microchip的/愛特梅爾工作室，工作室愛特梅爾框架和START支持軟件和配置實例。對于硬件開發(fā)，SAM C2x 系列支持 Xplained Pro 套件 (ATSAMC21-XPRO)，該套件支持額外的 Arduino 式板。對于 BLDC 電機控制應用，Microchip 提供了一個 24 伏開發(fā)平臺——ATSAMD21BLDC24V-STK——具有完整的功率級和可互換的插入式電機（圖 1）。

圖 1：SAM C 的框圖和應用電路

Microchip SAM D Cortex?-M0 + 設備是風扇和空氣處理系統(tǒng)的完美解決方案。這些低成本器件可為 BLDC 應用提供足夠的功率，并且在與 MCP8063 等“智能”正弦電機驅(qū)動器結(jié)合使用時仍能正常工作。這種組合為符合 AEC-Q100 標準的應用提供了解決方案。

審核編輯：郭婷