雅特力AT32 MCU實(shí)現高效電機驅動(dòng)控制應用

近年全球提倡發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化之際，節能減碳意識不斷加強，直流無(wú)刷電機強調更高的能源轉換效率，得到了廣泛的應用。電機控制方案重點(diǎn)在于高速實(shí)時(shí)的控制，AT32 MCU高性能運算與實(shí)時(shí)采樣效率賦予了電機高效工作能力，提升了電機向量控制精確度，而在三相交流電機磁場(chǎng)導向控制（field-oriented control，簡(jiǎn)稱(chēng)FOC）的算法應用中，電機電流為不可或缺的物理量反饋信息。為滿(mǎn)足精簡(jiǎn)電路、縮小體積與降低系統成本需求，單電阻電流采樣技術(shù)的應用日益普及，僅需一個(gè)電流感測電阻和一個(gè)放大電路，無(wú)需額外校正，同時(shí)實(shí)現過(guò)流保護。AT32 MCU內建的高速高性能ADC搭配對應的電流采樣電路，可進(jìn)行單電阻電流采樣，提高采樣精確率，帶來(lái)事半功倍的效果，廣泛應用于電動(dòng)自行車(chē)、滑板車(chē)、吹風(fēng)機、吸塵器、吊扇、空調風(fēng)機/壓縮機等電機電流為數十安培以下的設備，充分滿(mǎn)足各項領(lǐng)域對于電機精準控制需求。

雅特力開(kāi)發(fā)出一套完整高效的電機控制生態(tài)系統，提供多系列適用電機控制的MCU產(chǎn)品型號，如AT32F413、AT32F421等系列。主流型AT32F413系列采用32-bit ARM? Cortex?-M4F 內核，主頻高達200MHz具有高效處理能力，提供64~256KB Flash和16~64KB SRAM供選擇，具有豐富靈活的外設，包括1個(gè)USB、2組CAN、1個(gè)SDIO、5個(gè)UART等多種接口供選擇。且提供雙ADC可同時(shí)采樣，當執行高頻采樣率的快速電流/速度/位置等控制回路計算時(shí)，使其輕松勝任、游刃有余，同時(shí)保留MCU執行余裕，提供其它程序運行，如通訊功能等，滿(mǎn)足高速數據采集、混合信號處理、工業(yè)控制與電機應用要求。

為使單電阻電流感測所需的時(shí)間縮短，近似于多電流傳感器的性能，需搭配高性能的硬件電路與仿真/數字轉換器。雅特力提供超值型AT32F421和AT32F4212系列MCU，120MHz CPU 主頻，16~64KB Flash和8~16KB SRAM，外設擴展了1個(gè)高速軌到軌輸入/輸出仿真電壓比較器，1個(gè)采樣率高達2Msps的12位高速ADC，轉換頻率可高達28MHz，最短采樣時(shí)間僅54ns，全部轉換時(shí)間僅0.5s，非常適用于單電阻電流采樣的驅動(dòng)器，并可在極短的采樣時(shí)間窗口正確采樣。此外，AT32F4212在A(yíng)T32F421原有基礎上增加2路運算放大器OPA，簡(jiǎn)化電路設計及降低物料成本；為了降低單電阻電流采樣復雜度，對內建的PWM位移做了調整，縮短電流反饋信號穩定時(shí)間與ADC采樣轉換時(shí)間。

▲低電壓調變PWM向量位移示意圖

此外，雅特力提供電機控制算法函數庫，包含編碼器、霍爾有感與無(wú)感FOC控制相關(guān)函數，可應用三電阻、雙電阻、單電阻等電流反饋方式，以及包含霍爾有感與無(wú)感6-step BLDC控制相關(guān)函數。配置免費的電機監控上位機調試軟件，友好的UI界面，可實(shí)時(shí)監看電機運轉參數、狀態(tài)與動(dòng)態(tài)顯示響應波形，便于進(jìn)行在線(xiàn)調試相關(guān)控制參數。這些功能強大的硬件開(kāi)發(fā)工具包和易使用的電機控制算法軟件，從方波驅動(dòng)到弦波驅動(dòng)、霍爾傳感器的反饋到無(wú)傳感器的反饋，全方位支持工程人員實(shí)現高效電機向量控制方案。

雅特力專(zhuān)注于32位微控制器研發(fā)與創(chuàng )新，全系列采用ARM? Cortex?-M4高效能或M0+低功耗內核，追求卓越的產(chǎn)品質(zhì)量和一流服務(wù)，具有高效能、高穩定性與高可靠度的優(yōu)勢，成功締造M4業(yè)界最高主頻288MHz運算效能，且AT32 MCU全系列產(chǎn)品支持工業(yè)級工作溫度范圍(-40°~105°)，已成功累積多元的終端產(chǎn)品案例，如高速風(fēng)筒、掃/拖地機、變頻器、工業(yè)縫紉機、伺服電機、電競周邊產(chǎn)品、斷路器、ADAS、T-BOX、數字電源、電動(dòng)工具等終端設備應用，廣泛地覆蓋電機、工控、消費、商務(wù)、物聯(lián)網(wǎng)及5G等領(lǐng)域。


審核編輯：湯梓紅