通過(guò)將電機(jī)專用的軟件硬件整合于運(yùn)動(dòng)控制IC中,半導(dǎo)體制造商們正在努力簡(jiǎn)化電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的設(shè)計(jì)過(guò)程。越來(lái)越多的制造商開(kāi)始提供開(kāi)發(fā)板和工具包,幫助工程師們更快地完成樣品設(shè)計(jì)和測(cè)試。下面列舉了六種最新的產(chǎn)品。
1 具有RAM的32位數(shù)字信號(hào)控制器

Freescale的56F8357復(fù)合核心綜合了數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)高性能的特點(diǎn)以及微處理器(MCU)易編程的特點(diǎn)。這個(gè)器件也整合了電機(jī)控制的專用外圍設(shè)備,包括兩個(gè)六通道脈寬調(diào)制模塊(PWM)。通過(guò)使用最新的軟件工具,例如Freescale的Processor Expert和PC Master,軟件工程師可以在更短的時(shí)間里完成電機(jī)控制的設(shè)計(jì)。MC56F8357EVM評(píng)估模塊采用了增強(qiáng)JTAG界面,用于主計(jì)算機(jī)通過(guò)并行電纜發(fā)送命令,這樣就可以實(shí)現(xiàn)非入侵式的源代碼調(diào)試。它的功能包括全速執(zhí)行、多重硬件斷點(diǎn)、內(nèi)存轉(zhuǎn)儲(chǔ)、RAM或Flash編程對(duì)象、緩存追蹤以及實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換。
Freescale 半導(dǎo)體 56F8357
價(jià)格:以1,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$17.92
MC56F8357EVM評(píng)估模塊($299)
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2.可配置式數(shù)字ac伺服控制IC

IRMCK201在硬件中實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)控制外圍功能,包括脈寬調(diào)制(PWM),編碼計(jì)算電路和電流傳感界面,此外還包括完整的電場(chǎng)方向控制算法和速度控制算法。而通常,這些任務(wù)是由軟件完成的,需要開(kāi)發(fā)上千行代碼。邏輯硬件中還包括一個(gè)用于執(zhí)行閉環(huán)速度控制和閉環(huán)電流控制的同步執(zhí)行機(jī)構(gòu)。IRMCS2031開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為工程師提供IRMCK201的高電壓IC門(mén)驅(qū)動(dòng)器和電流傳感,以及在最新模塊包中用于驅(qū)動(dòng)一個(gè)一馬力電機(jī)的IGBT。通過(guò)采用一個(gè)稱為ServoDesigner的簡(jiǎn)化的圖形用戶界面(GUI),IR方案大大減少了軟件開(kāi)發(fā)時(shí)間。
International Rectifier IRMCK201
價(jià)格:以10,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$8.75
IRMCS2031 iMOTION(tm)開(kāi)發(fā)套件($1,999)
http://rbi.ims.ca/3854-565
3 運(yùn)動(dòng)處理器

PMD公司的Magellan IC是一種具有可編程功能的IC,它和一個(gè)微處理器或一臺(tái)主機(jī)同時(shí)使用,通過(guò)并行總線或串行總線或CANBus界面進(jìn)行通訊。主機(jī)發(fā)出的高級(jí)別C或C++命令傳到運(yùn)動(dòng)IC之后,轉(zhuǎn)換成專門(mén)用于實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)精確運(yùn)動(dòng)的控制序列。此IC提供普通運(yùn)動(dòng)控制卡所具有的完整功能,包括積分編碼輸入、整流、(轉(zhuǎn)距)斷面生成、伺服閉環(huán)、脈沖以及方向生成。Chuck Lewin主席解釋到:“采用Magellan的開(kāi)發(fā)套件,你不僅可以獲得你想要采用的運(yùn)動(dòng)IC的工作樣本,還可以獲得一個(gè)系統(tǒng),它可以讓你捕捉運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),評(píng)估不同的伺服參數(shù)和圖形,還可以對(duì)你的硬件性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。”P(pán)MD公司表示,估計(jì)這一開(kāi)發(fā)套件相當(dāng)于節(jié)省了六個(gè)月或更多的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)時(shí)間。
Performance Motion Devices (PMD)
Magellan MC58420
價(jià)格:以10,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$14.75
開(kāi)發(fā)套件($995)
http://rbi.ims.ca/3854-566
4 采用納瓦特技術(shù)的可擦除式微控制器

為了給電機(jī)控制設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不足的工程師提供一個(gè)起點(diǎn),8位MCU PIC18F4431以三個(gè)特殊的電機(jī)控制模塊為特征:(1)動(dòng)力控制模塊,(2)運(yùn)動(dòng)反饋模塊,以及(3)高速A/D轉(zhuǎn)換器。這種組合允許用戶驅(qū)動(dòng)三相和/或四相電機(jī),并且這種驅(qū)動(dòng)具有精確的速度和位置追蹤特性,以及多達(dá)每秒200k樣本的轉(zhuǎn)換速率。為PIC18Fxx31系列IC使用的PICDEM MC開(kāi)發(fā)板,為用戶提供了評(píng)估以及開(kāi)發(fā)AC和DC電機(jī)控制應(yīng)用的能力。此開(kāi)發(fā)板具有電機(jī)控制圖形用戶界面(MC-GUI),可以提供快速而簡(jiǎn)單的方法來(lái)配置和監(jiān)控電機(jī)和系統(tǒng)參數(shù)。
Microchip Technology PIC18F4431
價(jià)格:以10,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$5.20
PICDEM MC開(kāi)發(fā)板($299)
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5 用于三相無(wú)刷電機(jī)控制的8位MCU

ST7MC整合了很多模擬和數(shù)字電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件,包括片裝電機(jī)控制外圍設(shè)備,可用于三相PWM,以及一個(gè)專用電路板上的宏單元,它可以釋放70%的CPU資源,以備其他的例如用戶界面等任務(wù)使用。由于BLDC電機(jī)、BLAC電機(jī)和采用電流或電壓模式的AC感應(yīng)電機(jī)具有多種傳感器以及無(wú)傳感器的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路布局,ST公司設(shè)計(jì)的這種IC單元,可以與上述各種電路布局相匹配。ST公司稱,他們的開(kāi)發(fā)套件包括友好的用戶界面,可
以使工程師很容易地設(shè)定各種不同的電機(jī)控制參數(shù),此外還有一個(gè)12V直流到240V交流的1000W的變壓器。開(kāi)發(fā)套件里有完整的設(shè)計(jì)工具:內(nèi)置的可擦除式內(nèi)存刻錄器,片裝的低成本調(diào)試工具和調(diào)試界面,這樣,工程師就可以開(kāi)發(fā)他們產(chǎn)品中的電機(jī)控制和非電機(jī)控制部分了。

ST Microelectronics ST7MC
價(jià)格:以10,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$2.86
ST7MC 開(kāi)發(fā)套件($695)
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6.具有RAM的32位數(shù)字信號(hào)控制器
TI的TMS320R2811為工程師提供兩種技術(shù)的組合優(yōu)點(diǎn),這兩種技術(shù)是數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和微控制器外圍設(shè)備,后者具有32位精度以及為快速執(zhí)行程序的150MIPS的速度。這種IC具有兩個(gè)16位的具有比較/PWM功能的事件管理器。20k字節(jié)的單獨(dú)存取RAM(SARAM)允許工程師通過(guò)串行接口增加外部存儲(chǔ)器。TMS320R2812 eZdsp開(kāi)發(fā)套件使有經(jīng)驗(yàn)的工程師和新手都能通過(guò)簡(jiǎn)單的方式評(píng)估TMS320R2811,以及開(kāi)發(fā)、測(cè)試、運(yùn)行軟件。這個(gè)開(kāi)發(fā)套件包括內(nèi)置的USB仿真技術(shù)IEEE 1149.1
Texas Instruments TMS320R2811
價(jià)格:以1,000塊購(gòu)買(mǎi),單價(jià)$9.11
TMS320R2812 eZdsp(tm) 開(kāi)發(fā)套件($495)
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電機(jī)控制IC工具一覽
以下是上文提及的開(kāi)發(fā)板的關(guān)鍵特性列表


1縮寫(xiě):ACIM(直流感應(yīng)電機(jī));BDC(電刷直流電機(jī));ACIM(無(wú)刷直流電機(jī));SRM(磁阻電動(dòng)機(jī));PM(永久磁鐵);SARAM(單獨(dú)存取RAM)
2最高針腳數(shù)
關(guān)于運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)資源
Microchip公司的AN899,使用PIC18FXX31 MCU的無(wú)刷直流電機(jī)控制。http://rbi.ims.ca/3854-570
Freescales公司的“深入理解56F8300's ADC的說(shuō)明書(shū),以及如何在應(yīng)用中獲得最佳性能”,描述了模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)數(shù)據(jù)頁(yè)規(guī)范的意義、算法,以及通常它們是如何與真實(shí)情況下的信號(hào)衰減相關(guān)的,并提供專門(mén)的信息用于改善56F8300's ADC的性能。
http://rbi.ims.ca/3854-571
International Rectifier “完整的基于編碼器的伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)平臺(tái)iMOTIONTM開(kāi)發(fā)系統(tǒng)”參考設(shè)計(jì)
http://rbi.ims.ca/3854-572。
Texas Instrument的TMS320C28x DSP系列IC,從軟件到傳感器和測(cè)量設(shè)備,以及用于電機(jī)控制的第三方算法,更多的文獻(xiàn)可以在http://rbi.ims.ca/3854-573獲得。
- 電機(jī)(141722)
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