瑞薩為高端馬達控制領(lǐng)域打造SuperH族MCU
近年來,瑞薩科技推出了多款針對產(chǎn)業(yè)設(shè)備的高端馬達控制用SuperH族MCU產(chǎn)品。其搭載的內(nèi)核主要以SH-2A為主,主攻通用變頻器和AC伺服器的應(yīng)用,其優(yōu)越的基本處理性能與強大的馬達控制外圍功能已成為產(chǎn)品的主要亮點。
■ 產(chǎn)業(yè)設(shè)備所必須的高強度馬達控制
所謂產(chǎn)業(yè)設(shè)備,包括了建筑設(shè)備、食品加工、印刷、擠壓成型設(shè)備等在內(nèi),在上述設(shè)備的動力、傳送、位置控制、風扇(冷卻)、泵等操作環(huán)節(jié)中,需要使用數(shù)量眾多的馬達。除了單純操控電源開/關(guān)外,矢量控制方面的運轉(zhuǎn)速度、扭矩等也需受到高度控制?,F(xiàn)今,將馬達自身與控制部分相結(jié)合的設(shè)備愈加顯著的朝著高性能化與小型化的方向發(fā)展。并且,為了與系統(tǒng)整體更為兼容,Ethernet、USB等多樣化接口也必不可少。要將上述產(chǎn)業(yè)設(shè)備的所有馬達控制需求得以實現(xiàn),一個在達到高速運算與高處理能力外,同時兼?zhèn)渚艿膫鞲行阅堋⑦_到高度分解性能的控制輸出功率、及具備豐富的通訊性能等各種外圍功能的MCU必不可少。
■ 兼?zhèn)涓咛幚硇阅芘c豐富外圍功能的控制器
產(chǎn)業(yè)設(shè)備中所使用的典型馬達,須同時具備感應(yīng)馬達與作為驅(qū)動裝置的通用變頻器。永久磁鐵馬達、同步隨機存儲馬達(無刷馬達)除了具備優(yōu)秀的對應(yīng)性外還可完成扭矩控制,因此被廣泛應(yīng)用于FA領(lǐng)域的傳送裝置與擠壓成型等設(shè)備中。
在控制系統(tǒng)中常用的高度運算有基礎(chǔ)矢量控制、矢量控制、傳感矢量控制等。這些運算都是靠首先取得以馬達位置、加速度等操作狀態(tài)為基準的脈沖波幅度及時間情況,然后進行與目標控制量間的復(fù)雜運算,再經(jīng)由對開/關(guān)時間具有高度時間分解能力的PWM脈沖波對馬達驅(qū)動進行功率輸出。為了完成上述操作過程,所需的MCU產(chǎn)品不僅應(yīng)具有高速運算能力,更應(yīng)具備可確定磁極位置的多通道AD/DA變頻器與能夠生成高功能PWM脈沖波的高性能定時器群。例如,在對馬達進行向量控制時,輸入捕捉定時器與具備空載定時器的三相馬達控制用輔助PWM定時器是必不可少的。
■ 以SH-2A為主的MCU產(chǎn)品擴充
瑞薩科技所推出的SuperH族產(chǎn)品由于其自身所具備的優(yōu)異運算性能,正被廣泛的應(yīng)用于家電等民生設(shè)備至汽車、產(chǎn)業(yè)設(shè)備等眾多領(lǐng)域中。
在面向控制領(lǐng)域中,所采用的MCU主要以內(nèi)置了在中斷性能與實時性方面性能卓越的控制用SH-2A CPU內(nèi)核為主。
而在產(chǎn)業(yè)用途的高端馬達運用中,則不斷推出集成了具備空載定時器的三相PWM定時器、具備比較匹配/輸入捕捉的高功能定時器、高速A/D變頻器、Ethernet與USB等接口的產(chǎn)品系列。
以具體面向變頻器為例,在此便可舉出以SH7206/SH7203/SH7201/ SH7211/SH7286/
SH7214/SH7216等為首的多個產(chǎn)品系列。以下,則向大家介紹瑞薩在此方面的主推產(chǎn)品SH7203。
● SH7203
SH7203是搭載了最大運轉(zhuǎn)速度為200MHz的SH2A-FPU CPU內(nèi)核的ROM小型MCU產(chǎn)品。其所搭載的FPU支持單精度與雙精度浮點運算,使其得以實現(xiàn)卓越的高速信號處理性能。在馬達控制方面,則不僅備有10bit×8通道的ADC,還搭載了16bit×7通道的定時器。另外,由于SH7203還具備變頻器用1單元與編碼器用1通道,因此從ADC到觸發(fā)器都可使用。
此外,在數(shù)據(jù)通信功能方面,除了搭載了可對應(yīng)高速USB2.0主機與功能模塊的接口以及CAN控制器外,還具有數(shù)字音頻輸入輸出用串行音頻接口(SSI),備有16段FIFO的串行交流接口與I2C總線接口,其內(nèi)置的最大WVGA規(guī)格(800×480像素)的液晶控制器則可對應(yīng)控電板的顯示。