르네사스 일렉트로닉스, 중국용 모터 제어 IC 개발
에너지 부족과 엄격한 환경 보호 요구 사항의 이중 압력 하에서 더 높은 에너지 효율, 향상된 동적 성능 및 낮은 작동 소음이 모터 드라이브 설계의 피할 수없는 추세가되었습니다. 따라서 전통적인 AC 모터 설계에서 브러시리스 DC 모터 (BLDC) / 스테퍼 모터 (SM)의 효율, 소음, 무게, 수명 및 기타 이점의 이점으로의 변환은 모터 제어 애플리케이션 설계자에게도 중요한 부분이되었습니다 . .
120 ° DC 브러시리스 모터 및 스테퍼 모터 제어
공지 된 바와 같이, 3 개의 홀 센서 사이의 간격은 120 °이고, 각 홀 신호는 회전하는 자극의 방향에 따라 스위칭된다. 3 홀 신호의 상태에 따라 위치 정보는 매 60 °마다 한 번씩 얻을 수 있습니다 (사이클 당 6 개의 모드). 각 위상의 도통 모드가 타이밍에 따라 전환되면 다음 그림과 같이 회전 자속이 발생하여 회 전자가 모멘트를 얻고 회전합니다.
모터 회전 속도의 계산은 현재 타이머 카운트 값과 2π [rad] 이전의 타이머 카운트 값 사이의 차이로부터 얻어집니다. 타이머 카운트 값은 홀 신호에 의해 트리거 된 외부 인터럽트에 의해 얻어지며, 타이머 TAU는 항상 카운트 할 수 있습니다. 이 속도 측정 방법은 3 개의 홀 센서에 위치 편차가 있더라도 똑같이 적용됩니다.
모터를 시작하고 로터의 위치 정보를 얻으려면 모터에 60 ° 시작 타이밍을 제공해야합니다. 홀 신호에 해당하는 외부 인터럽트를 트리거하고 모터가 회전 할 수 있도록 정류 제어를 계속 수행합니다. 임의의 시각 (n)에서의 듀티 비의 조정 값은 다음 식에 의해 산출되어, 모터의 회전 속도의 조정을 실현한다.
스테퍼 모터는 전기 펄스 신호를 각도 변위 또는 선형 변위로 변환하는 개방 루프 제어 모터입니다. 과부하가 아닌 경우 모터의 속도 및 정지 위치는 펄스 신호의 주파수와 펄스 수에만 의존하며 부하 변화의 영향을받지 않습니다. 스테퍼 드라이버가 펄스 신호를 받으면 스테퍼 모터를 구동하여 스텝 각이라는 고정 된 각도의 회전을 고정 각도로 단계적으로 회전시킵니다. 각도 변위는 정확한 위치 설정을 위해 펄스 수를 제어하여 제어 할 수 있습니다. 모터의 속도와 가속은 속도 조절의 목적을 달성하기 위해 펄스 주파수를 제어함으로써 제어 할 수 있습니다.
중국 시장을위한 설계
르네사스 일렉트로닉스 (Renesas Electronics)는 중국 시장이 더욱 성숙한 모터 컨트롤 애플리케이션을 위해 특히 전력 소모가 가장 적고 컴퓨팅 파워와 주변기기 기능이 향상되어 높은 프로세싱 성능을 달성 할 수 있도록 중국 시장을 겨냥해 많은 MCU 제품을 출시했다.
R7F0C009 시리즈
R7F0C009는 Renesas Electronics에서 전기 자전거, 전동 공구, 가전 제품 및 DC 브러시리스 모터를 제어해야하는 기타 애플리케이션 용으로 개발 한 소용량 단일 칩 마이크로 컴퓨터입니다. RL78 코어는 고정밀 (± 2 %) 온칩 발진기, 24MHz 동작 주파수를 갖는 CPU 및 기타 표준 내장 기능을 갖추고있다. 또한 타이머 RD / RJ, 이벤트 링크 컨트롤러, 1 채널 연산 증폭기 및 2 웨이 아날로그 비교기와 같은 검증 가능한 추적 레코드가있는 R8C 제품군의 승수 및 곱셈 누적 명령어를 사용하여 시스템을 더 작은 크기 및 더 낮은 전력 소비를위한 더 낮은 전반적인 비용.
일련의 MCU는 30-44 핀과 최대 16K 플래시로 구성됩니다. 이 칩은 최대 12 채널의 ADC와 3 상 PWM 구동을위한 모터 제어 전용 타이머 RD를 통합한다. 겹치지 않고 반전하는 3 쌍의 PWM 파형을 출력 할 수 있기 때문에 DC 브러시리스 모터에 특히 적합합니다.
이벤트 링크 컨트롤러 (ELC)는 타이머를 사용하여 CPU 제어없이 A / D 샘플링을 트리거 (자동 / 지연)하여 모터 제어 성능을 향상시킬 수 있습니다.
R7F0C009MCU는 또한 2 채널 비교 (고 / 저속 선택 가능), 고속 주행 모드 (과전류 보호를 방지하기위한 모터 전류 피드백) 및 저전력 저속 주행 모드 (배터리 감지)를 지원하는 프로그래머블 게인 증폭기 및 비교기를 통합합니다. 전류 모니터링 보호에 사용하십시오.
또한 대부분의 MCU 핀은 40mA의 대 전류 출력을 지원할 수있어 외부 드라이브 구성 요소의 수를 줄이고 비용을 더욱 절감 할 수있다. 르네사스 일렉트로닉스는 전동 자전거 컨트롤러 및 모터 제어 마이크로 컨트롤러 용 DC 브러시리스 전동 공구에 대한 레퍼런스 디자인을 제공함으로써 고객 입장 시간 및 제품 개발주기를 단축하고있다.
R7F0C014 시리즈
R7F0C014 시리즈 마이크로 컨트롤러의 목표 시장은 인버터 모터 제어, 소프트웨어 모뎀, 가전 제품, 모바일 장치, 의료 및 건강 관리 장비 및 기타 가전 제품, 사무 기기, 산업 장비 및 기타 분야에 고정되어 있습니다. 이 시리즈는 또한 RL78 코어를 특징으로하며 32 핀 LQFP (0.8mm 핀 피치) 및 64 핀 (0.5mm 및 0.65mm 핀 피치) 패키지로 제공됩니다.
R7F0C014는 고정밀 (± 1 %) 온칩 오실레이터, 32MHz 동작 주파수 CPU 및 기타 표준 내장 기능을 갖추고있을뿐만 아니라 RL78 / G13보다 빠른 곱셈기 및 곱셈 누적 R8C 제품군을 사용합니다 시리즈. 3 위상 PWM 드라이브, 데이터 전송 컨트롤러, 이벤트 링크 컨트롤러 용 타이머 RD / RG와 같은 검증 가능한 추적 기능을 갖춘 명령 기능은 전체 크기가 더 작아서 시스템을 소형화하고 전력 소비를 낮출 수 있습니다.
또한 A / D 컨버터 테스트 기능과 같은 기능 보안 및 대용량 플래시 (128KB 플래시)를 지원하기 위해 다양한 전압 기능 (1.6V ~ 5.5V 작동 전압)과 많은 기능을 내장하고 있습니다. , 8KBRAM, 8KB) 데이터 플래시)를 사용하면 IEC 및 보안 요구 사항을 충족하기 위해 다수의 보안 관련 코드를 추가 할 수 있습니다.
R7F0C806 / 807 시리즈
R7F0C806 / 807 시리즈 마이크로 컨트롤러는 고정밀 ± 2 % 온칩 오실레이터 (TA = 0 + 40 ° C)를 특징으로하므로, 옵션으로 제공되는 파워 온 리셋 및 워치 독 기능을 통해 최대 20MHz까지 CPU를 구동 할 수있다 타이머. 이 시스템은 시스템의 크기 및 전력 소모를 줄여 전체 시스템 비용을 낮추는 데 도움이됩니다. 또한 R7F0C806 / 807에는 타이머의 PWM 출력 모드를 통해 8 채널 출력을 동시에 구현할 수있는 실시간 출력 제어 회로가 내장되어있어 고객이 브러시리스 DC 모터 제어 및 스테퍼 모터 제어 (2 개 동시에).
20 핀 SSOP 및 SOP 패키지로 제공되며 4KB-8KB 플래시 어레이로 제공되는이 제품군은 소형 가전 및 범용 가전 제품에 이상적입니다.
실용적인 응용 프로그램에서는 TAU의 PWM 출력 기능을 사용하여 하나의 DC 모터 또는 두 개의 스텝 모터를 제어 할 수 있습니다. INTP0에 의한 인터럽트를 발생시킴으로써 출력을 차단할 수 있습니다. 소프트웨어 설정에 의해 강제로 끊어 질 수 있습니다. Hi-Z 출력, 로우 레벨 출력, 하이 레벨 출력, 컷 출력 금지의 4 가지 출력 중에서 선택하십시오.
