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【产品介绍】适用于无传感器BLDC电机控制的RL78 / G1F多功能微控制器

发布日期:2018/12/21 10:03:05  来源:欣瑞利科技

1RL78 / G1F微控制器


       RL78 / G1F微控制器在功能上与RL78 / G14微控制器向上兼容,并具有增强的模拟功能。它们配有内置高压摆率PGA(3.0 V /μs或更高*),高速(0.07μs(典型值))反应时间)多功能比较器,以及A / D和D / A转换器。当RL78 / G1F微控制器控制无传感器BLDC电机时,通过使用这些模拟功能和两个能够在64 MHz下运行的定时器,可以实现高效的初始转子位置检测和使用120度导通控制的高速旋转。它们还可以在没有CPU干预的情况下执行高速过流检测和输出切断,因此可以通过少量零件实现高度灵活的电机控制。

                                             

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内置高速过流检测功能

过流会导致电机烧损和崩溃,电机超负荷运行有时会发生过流,通过过流检测功能可发现这一问题。RL78/G1F不仅提供高速过流检测功能,还具备不经CPU处理而强制关闭电机控制输出信号(PWM输出)的功能。

     传统RL78/G14没有过流检测功能,需要引入外部过流检测电路来输入相应的信号。另一方面,RL78/G1F包含的内置硬件可实现高速过流检测。特别是,它采用了高转换率可编程增益放大器(下称PGA)和响应迅速的比较器。此外,RL78/G1F还配备PWM可选单元(称为“PWMOPA”),该单元可强制截止作为控制信号从I/O端口提供到逆变器的PWM信号输出。PWMOPA支持立刻强制截止以响应来自内置比较器的过流检测输出信号,并且支持各种释放方法。

       PGA可将电流检测分流电阻器中的微小压变放大4倍、8倍、16倍和32倍。转换率快达3.5 V/μs或更高(VDD≧4V时,32倍放大系数的转换率为3.0V/μs或更高),并且专用的接地输入(PGAGND端口)使放大不受内部MCU操作的噪音影响。

       比较器可比较放大的电压信号与参考电压并确定过流状态,其响应时间为0.07μs,比RL78/G14内置比较器快8倍。除外部输入和内部参考电压(1.45 V)外,用于生成比较参考电压的专用D/A转换器输出还可用于比较器的参考输入。

 

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无感转子检测扩展功能

相对简单的120度传导控制(矩形波控制)已被广泛用作BLDC电机控制方法。无感120度传导控制不必使用检测转子位置的霍尔元件等传感器或编码器,而是通过电机的逆电动势估测转子位置,由此可降低组件成本。

       在RL78/G14等传统低端电机控制MCU中,通过内部A/D转换器来测量BLDC电机的三相电压。通过软件处理来比较计算得出的3个电压的平均值(中点值)和没有外加电压的一相的逆电动势电压值,从而实现转子位置(零交叉点)无感检测。

      另一方面,RL78/G1F具有内置高速比较器,可进行转子位置检测,其性能可与高速过流检测的性能媲美。此比较器可高速比较用来对比参考的三相中点电压和每一相的电压,并且可通过硬件快速实现零交叉点检测,而无需三个外部比较器。同G14一样,RL78/G1F也具有可用于转子位置检测的内置AD转换器,但由于使用比较器的基于硬件的零交叉检测会最大限度地减少CPU处理,所以可降低软件负载。而且,由于无需考虑A/D转换时间,所以RL78/G1F可为高速电机提供出色的支持。


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