瑞薩電子和鈴岳電子于近日聯合推出了RX13T工業直流無刷風機解決方案，方案搭載了瑞薩RX13T系列微控制器，RX13T搭載RX家族32MHz工作主頻的RXv1內核、浮點運算單元（FPU）、變頻控制計時器（MTU3）及12位A/D轉換器等，單芯片實現無刷DC電機的高效變頻控制。與現有RX產品的兼容性高，方便已有硬件/軟件的移植。RX13T系列包括32-pin和48-pin兩種少管腳封裝，可編程增益放大器（PGA）、比較器、數據閃存、高速內置諧振器（HOCO）等功能，有助于減少電路板面積和BOM元器件。

1方案硬件介紹

應用領域：

工業EC風機，各類通風散熱風機。功率范圍和電壓等級：AC220V/AC380V/DC310V/DC110V；0.4KW-2.2KW；預留功率因數調整功能。

VSP/PWM調速

支持VSP（0-10V）信號調速，兼容PWM（0-100%，頻率1-10K）調速。并且信號隔離，確保安全。

FG隔離輸出

用于輸出轉速，也是隔離輸出，確保安全。

RS-485通訊功能

地址為1-247，同一組網絡，最大可以擴展到247臺風機協同工作，配合無線的RS485通訊模塊，可以實現無線傳輸，遠程控制。

繼電器輸出

有2路繼電器干接點輸出，可以和其他設備，例如水泵，實現聯動，協同工作

目前根據客戶需求，DEMO為AC220輸入，最大功率800W，板子為圓形，可以裝配在客戶電機端蓋。

目前DEMO加裝了散熱器，可以滿足有需求的客戶800W以內風機的滿載調試需求。

2解決方案軟件算法介紹

目標電機：直流無刷電機

內置直流無刷電機無位置傳感器矢量控制專用固件

位置傳感器：不需要

控制方法：矢量控制

相電流檢測方式：兩電阻方式/單電阻方式

具備通用MCU的基本功能

支持的MCU：RX13T（RX 32-bit V1 Core）

增強的外設功能（MTU，ADC，POE，CMT，SCI）采用Smart Configurator輕松配置外設，完成電機控制的硬件配置

提供上位機控制軟件和參數生成軟件

上位機控制軟件–PCTOOLS可以輕松控制風機的啟停和調速，以及EEPROM數據的更新

參數生成軟件–USERTOOLS可以輕松生成風機的控制參數

軟件分為兩部分：

用戶系統軟件、電機控制庫。用戶系統軟件是用戶根據實際系統開發的程序，這個程序與電機控制庫共同組成完整的風扇電機控制方案。

1用戶系統軟件：

用戶可以發送控制指令給電機控制庫，同時也可以查詢電機的工作狀態、故障情況等信息;用戶可以依據不同的電機參數、不同的控制規格等輕松設置電機控制庫，以便充分利用電機控制庫驅動直流無刷電機。

2電機控制庫：

r_mcl.lib是電機控制庫的庫文件，包含用于電機控制的API函數和專用電 機控制固件

r_mcl.h是電機控制庫的頭文件，用于聲明庫文件中的API函數

先進變頻技術–RAMDA算法：

RAMDA（Renesas Advanced Motor Drive Algorithm）是瑞薩電子擁有自主知識產權的先進變頻控制算法.支持矢量控制，弱磁控制，PWM線間調制技術，過調制技術，逆風啟動。

3Q&A部分解答精選

QRX單片機可以同時控制幾路電機的運行？

ARX單片機可以同時控制1到3個電機運行，由系列里面不同規格配置的MCU實現。

QRX13T適合用于電機控制的最小封裝是多大？

A32-pin HWQFN（PWQN0032KE-A）5 × 5 mm，0.5 mm pitch

Q是內部諧振代替外部晶振嗎？誤差有多少？

A搭載高精度的高速內部晶振（HOCO），±1.0%

Q瑞薩的相電流檢測方式支持哪個電阻方式？

A支持單電阻采樣和兩電阻采樣。

QRX系列雙電機控制有算法庫嗎？

A有算法庫。

Q風機散熱方案有參考嗎？

A現在的風機方案一般就是用于需要散熱的場合。

QRX13T的工作電壓范圍是多少？

AVCC=2.7-5.5V

Q軟件固件算法位置環取代外置霍爾嗎？

ARX13T方案中的無位置傳感器控制是使用軸誤差估算和鎖相環PLL來獲取速度，無位置環。

QPCTOOLS是MCU參數編程嗎？參數設定用什么軟件？怎么快速知道參數值？

APCTOOLS是用于主機跟MCU之間的通信，可以發送指令控制電機的啟停和調試。

參數設定使用瑞薩提供的參數生成軟件Usertools。

Usertools設置界面可以看到對應的參數設定值。

QRAMDA使用上有什么要求？

ARAMDA是針對永磁同步電機/直流無刷電機的無位置傳感器矢量控制。

QUSERTOOLS這個軟件可以設置哪些參數？

A可以設置電機參數、硬件對應參數、啟動參數、保護參數、控制參數等。

Q算法庫是源碼嗎？

A不開源。

Q過調技術的響應時間是多少？

A1ms

Q風扇如何控制轉速？

A轉速指令和實際轉速直接的差值作為速度調節器的輸入，通過PI調節是實際轉速與轉速指令保持一致。

QRX13T這個電機芯片也是FSP來配置嗎？

A智能配置器。

QRX13T內部的PWM定時器（GPT或MTU）是否支持中心對齊PWM？適合用于三相電機控制嗎？

A支持，適用于三相電機控制。

Q死區時間是多少？

A2.5us