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電機控制新風尚:異構、安全和化繁為簡

lPCU_elecfans ? 來源:電子發燒友網 ? 作者:周凱揚 ? 2021-11-18 14:25 ? 次閱讀

電子發燒友網報道(文/周凱揚)2021年11月17日,全球知名電子科技媒體《電子發燒友》主辦的2021秋季電機控制技術研討會成功在深圳舉辦。本次大會上,來自航順芯片、國民技術、Microchip是德科技、中微半導體意法半導體等知名企業的領導與專家發表了精彩的分享。

電子發燒友總經理張迎輝在開幕致辭時表示,本次會議,如過去三年一樣,邀請到了國內外先進的原廠與測試測量廠商的技術專家到現場分享。正是因為有各位原廠大咖們的無私分享和現場方案展示,才會有BLDC市場今天的分外繁榮。

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電子發燒友總經理 張迎輝

他說道:“市場還有新的機會給廠商么?工程師學了BLDC的新技術,還能否不斷開發出創新的產品?這些問題都收獲了肯定的答復,我也對此更有信心。無論是電機應用的市場開發潛力,還是技術開發的上升空間,BLDC都有著無限的未來機會。優秀的控制芯片與方案不斷涌現,也意味著有更激烈的競爭,也給廠商提供了更優秀的方案選擇。”

航順芯片陳水平:航順HK32MCU在BLDC中的應用

2020年全球MCU市場產值達到230多億美元,預計今年產值將突破260億美元,仍維持著逐年暴增的趨勢。然而目前中國MCU市場仍主要被國外廠商占據,前八大國外MCU廠商占比高達84.08%。國內MCU廠家的市場占有率較低,航順芯片產品經理陳水平表示,從進口替代角度來看,國內MCU芯片設計企業仍具備較大的市場提升空間。

航順芯片的HK32MCU已經量產數模混合8寸130mm至12至12寸40nm七種工藝平臺,涵蓋Arm Cortex-M0、M0+、M3、M4及RISC-V多種內核,車規級芯片也在推進AEC-Q100的認證。在力求兼容替代歐美主流MCU的同時,航順芯片堅持國產自主化,并做出自己的創新和優勢。

以將在年底量產的高性能型AIoT MCPU HK32U1xx9為例,航順選用了Arm Cortex-M3+RISC-V的大小核異構方案,Cortex-M3負責運算,N203的RISC-V核心負責簡單的通信與控制。航順芯片自研了IPC雙核通信協議,高效實現了兩核心之間的數據交互,同時做到100%向下兼容Cortex-M3內核的HK32F103(A)產品。

航順芯片已經規劃了未來五年在高、中、低端電機市場的的專用型MCU/MCPU產品路線,借助算法加速器和預驅動電路等創新,持續推出面向電動工具、電動自行車、高端無人機機械臂等應用的專有設計。

國民技術舒曉華:基于N32系列通用安全MCU的電控解決方案

作為國際一流的MCU供應商,國民技術經過多年的鉆研,發展出了SoC技術平臺、安全技術平臺和射頻技術平臺三大技術平臺,并基于這三大平臺推出了網絡安全、通用MCU、可信計算、無線射頻等主要產品及業務。國民技術解決方案經理舒曉華在會上分享了在電機控制MCU的產品布局,以ARM Cortex-M系列32位處理器作為內核,全面覆蓋高性能、高性價比和低成本的電機應用。

國民技術電機控制MCU內置硬件密碼算法加速引擎和安全單元,形成了高集成度、高性能、低功耗等特色的安全芯片產品和通用安全MCU,支持Flash加密、ECC校驗和通信算法加密等安全特性。

在無速度傳感器矢量控制系統中,電機的高性能運行需要獲取精確的電機本體參數,但電機參數會隨著電機負載以及溫度改變而變化,嚴重時會導致電機系統故障,因此電機參數辨識具有重要的意義,國民技術為此推出了業內領先的電機參數自動識別技術。只需輸入參考電壓和參考速度就能得到Rs、Ls、磁鏈和極對數等參數,且該技術采用純軟件的方式,無需增加硬件成本。

以國民技術基于N32G455xx MCU的空調壓縮機解決方案為例,只需單顆MCU,就能實現壓縮機FOC、風機FOC和高頻PFC控制。壓縮機實現在10Hz至120Hz下運行,風機采用雙電阻FOC,降低了啟動與運行噪音。Flash存儲加密有效保護了用戶的固件安全,并集成了硬件密碼算法引擎,防止對設備進行篡改。

Microchip宋偉:化繁為簡的電機控制方案

Microchip主任應用工程師宋偉在會上分享了《化繁為簡——Microchip讓您輕松實現電機控制方案》的主題演講。Microchip針對電機控制領域,提供了豐富的單片機和多種解決方案來滿足客戶應用需求,包含8位的PIC/AVR MCU、16位的dsPIC DSC和32位的SAM MCU,讓工程師實現從簡單有刷電機到復雜高精度無傳感器電機的控制。

8位MCU其實已經足夠滿足一般的電機控制需求,尋常所需的外設基本都有,但它的算力同樣有限,無法完成復雜的工作流。其次外設數量一多的話,CPU上的負載特別嚴重。為了解決這一挑戰,Microchip推出獨立于內核的外設(CIP)來給CPU減負。

借助Microchip提供的圖形化插件,軟件工程師無需額外的工作量,就可以給外設創建了自我維持的功能,從而降低了CPU的負載,CPU可以自由運行其他工作流或是只起到監督系統的作用。不僅如此,CIP采用了硬件層面上的連接,響應迅速,不存在任何與軟件相關的延遲。在CIP強勁的I/O驅動能力下,也提升了電機控制的穩健性。CIP還減小了晶體管泄露,進一步降低了功耗。

Microchip的16位的高性能dsPIC DSC支持固定轉矩的變速和無傳感器磁場定向控制,做到高效控制BLDC、PMSM、步進電機和雙電機等電機配置,留出的CPU帶寬可以分配給其他應用和Fusa代碼。雙核的dsPIC DSC不僅優化了實時響應,也可以輕松集成多團隊軟件,每個核心分配團隊獨立開發。為了進一步簡化開發,Microchip還提供了開源的圖形工具鏈,無需Matlab Simulink也可以完成模擬和驗證的過程。

編輯:jq

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原文標題:電機控制新風尚:異構、安全和化繁為簡

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