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无感 FOC 风机控制器 (XMC1300)

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概 述


随着国家节能减排政策的出台,直流无刷风机凭借其高效率、高可靠性的特点,在空调室内、室外风机,电风扇等众多领域被逐步使用。风机应用低运行噪声的需求,要求控制器必须采用正弦波控制。现在市场上的方案通常采用简易正弦波控制,其运行噪声无法满足高静音需求的应用,而无传感器磁场定向控制(FOC)由于转速稳定度高、没有传感器误差影响的优势,可以实现最优的静音效果。同时低成本、高性能的32位MCU的出现,促使FOC成为风机控制的终极选择。

   

在此背景下,英飞凌科技(中国)有限公司开发出基于XMC1300的无感磁场定向控制(FOC)风机参考方案,以及相配套的30W高压应用套件(联合第三方)。XMC1300基于32位ARM Cortex-M0内核,以8位MCU的价格,提供32位的性能。应用套件支持永磁同步电机(PMSM)常见的各种控制方式如梯形波控制(有/无霍尔传感器)、FOC(有/无霍尔传感器)等,支持单/双/三电阻电流采样,软件部分提供无感FOC风机参考代码,后续加推霍尔FOC参考代码。旨在为相关应用的用户提供初步的硬件测试平台和参考代码,同时提供详细的设计文档,从而缩短用户的学习、设计周期,加快开发进程。

 

应用领域:专门针对风机应用的评估和开发而设计。

方案框图


本方案硬件由XMC1300控制板和功率板组成,功率板和控制板之间通过20Pin排线连接:

控制板由XMC1300主控芯片和周边的辅助电路构成,配合丰富、开放的接口,能够满足用户各种的评估和开发工作的需要。功率板包含电源输入、辅助电源产生、电机驱动与电流采样等。其功能框图如图所示:

► 关键器件介绍:    

MCU — XMC1300

XMC1300是英飞凌基于ARM Cortex-M0内核的XMC1000家族产品中针对电机控制的子系列,32位的性能、8位MCU的价格,集成了专门针对电机应用优化的外设集,支持中低端电机常见的各种控制方式,其主要特性如下:

  • 高性能Cortex-M0 内核,32MHz主频
  • 64MHz协处理器单元,支持CORDIC及除法运算
  • 8~200K字节Flash,16K字节RAM
  • 针对电机应用优化的PWM单元CCU4, CCU8
  • 12位、12通道高速ADC,1.28MSPS,支持灵活的转换请求方式
  • 专用位置接口单元POSIF,支持霍尔传感器及增量式编码器接口
  • 内嵌3路高速硬件比较器,支持高速无感BLDC控制
  • 5V供电,抗干扰性强
  • 工作温度范围:-40 ~ 105℃

主要特性


工作电压

220V AC

微控制器

XMC1300 (Cortex-M0内核,32MHz主频)

功率器件

分立IGBT IKD03N60RF (600V, 2.5A)

驱动电路

6ED003L06 (600V,三相全桥驱动芯片)

电流采样方式

单直流母线电阻采样,双、三桥臂电阻采样

传感器接口

霍尔传感器

电机控制方式

梯形波控制,无感高速梯形波控制(基于比较器)

有/无霍尔传感器FOC

附送光盘

器件资料、原理图、PCB、设计文档、参考例程(无传感FOC控制)

 

技术支持


用户可以通过 www.qianqin.com.cn 的获取技术支持;

可以通过电话010-82642324/82641640进行咨询;

可以发邮件到 service@qianqin.com.cn;

我们的技术支持团队将竭诚为您服务,协助您缩短开发周期,提供开发效率,争取成为您应用英飞凌单片机或开发电机控制产品的有力助手。

 

2019年6月14日 13:57
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无感 FOC 风机控制器 (XMC1300)