AC7840x三電機控制應用解決方案

《杰發微課堂》今天開講第五課啦！杰發科技首款功能安全MCU芯片AC7840x已經順利量產半年，考慮到客戶端對多電機應用的強烈需求，杰發科技在已經成熟的AC7840x雙電機板基礎上，為電機客戶設計并提供了三電機控制應用解決方案。日前，AC7840x三電機控制方案已開發調試完成，每個電機可獨立控制，且均支持有感FOC和無感FOC算法的正常運行。

三電機應用方案簡介

三電機控制應用方案硬件拓撲結構如圖1所示。功率驅動板主要由MOSFET驅動和相電流采樣等模塊構成。每塊功率驅動板接收MCU輸入的發波調制驅動信號，并調理電機相電流采樣信號反饋給MCU，與電機和共享MCU構成完整的控制回路。預驅、MOSFET和MCU為獨立式分布，增強了硬件環境配置的靈活性。用戶亦可根據應用需要提高三電機控制方案的集成度，將三電機驅動的所有硬件單元集成于一塊電路板。

圖1：三電機應用方案結構示意圖

三電機應用方案實現

AC7840x為單核MCU，最高主頻為120MHz。每個電機在運行FOC算法時，都需要高頻率觸發ADC采樣，并在采樣中斷任務Isr中完成相應的FOC算法運算。為滿足同時運行三個電機FOC算法的需求，需設計合理的三電機應用方案MCU時序，對單核MCU進行分時復用，為三個電機的算法運行分配時間，避免各電機算法運行時相互沖突，同時優化各電機算法運行時間，確保電機算法在分配時間內完成。三電機控制應用方案根據設計時序依次觸發三個電機的ADC采樣，并在中斷Isr中完成FOC算法后，將MCU釋放給下個電機算法占用。MCU運行時序圖如圖2所示。

圖2：三電機應用方案運行時序圖

三電機應用方案中，用戶可靈活選擇進行配置。杰發科技算法Lib支持運行有感霍爾FOC和滑模觀測器、磁鏈觀測器、模型參考自適應等無感FOC算法。以磁鏈觀測器無感FOC算法，相電流雙電阻采樣為例，算法運行載頻6KHz，每個電機算法執行時間約為30us，ADC中斷負載率為55%。三電機應用方案采用單核AC7840x同時控制三臺無刷電機，可替代多顆M0核低端MCU，以更高的主頻和集成度，讓用戶事半功倍，從容應對多電機控制應用工況。

審核編輯：湯梓紅