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极海新产品:电机专用芯片APM32F035-无感FOC控制方案

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本帖最后由 qwgaojiazhi22 于 2023-8-28 15:54 编辑

所用的资源平台介绍:
硬件:APM32F035X8低压通用板;
软件:APM32F035X8低压无感FOC例程;
电机:12V、2对极、额定转速28000转散热风扇;
应用笔记:AN1098_APM32F035_MOTOR EVAL无感方波控制方案;
注:软硬件资料可微信搜索极海半导体小程序,联系代理商申请,应用手册、数据手册、应用笔记可通过极海半导体官网下载。

目录
一:APM32F035X8芯片介绍
二:极海低压通用电机开发套件硬件介绍
三:电机控制算法平台
四:无感FOC控制方案测试
五:总结

一:APM32F035X8介绍

      针对电机驱动市场,即将推出高性能、高性价比电机专用APM32F035系列 MCU,该系列型号基于Arm® Cortex®-M0+内核,主频可达72MHz,内置 Vector Computer(MDU+CORDIC)多种专用数**算加速器,集成高速 ADC、运放、比较器、及 CAN 控制器等外设资源,搭配电机控制通用开发平台,有效提升电机控制性能,降低产品运行成本。主要有以下特点:
特点1:16位高级定时器
1)支持多种输出模式,专为电机控制PWM调制设计,最多可以输出4对互补PWM,可覆盖磁阻电机控制;
2)支持和ADC模块联动,可以单周期多次触发ADC,实现单电阻采样的硬件支持;
3)硬件关断Break,具有滤波功能,避免干扰,且可以和内部比较器联动,减少外围器件及走线。

特点2:内置32位通用定时器TIMER2

1)支持编码器和多种信号测试捕获模式,简化编码器应用;
2)32位计数器,可以大大提高编码器读取精度;
3)内置滤波器,有效降低信号干扰。


特点3:内部集成独立运放模块

1)独立4运放模块,支持各种电机控制场景使用;
2)支持内部增益和外部增益,使用外部增益支持差分输入;
3)增益一致性可达1%,确保电机相电流精确重构。


特点4:内置硬件加速协处理器(M0CP)

1)32bit/32bit除法器:支持有符号和无符号计算,可以单独得到商和余数,最少计算耗时10 clocks;
2)CORDIC:支持旋转模式和向量模式,其中旋转模式可进行sin/cos计算,向量模式可用来进行求开平方及反正切,其中反正切结果范围为-pi~pi,最少计算耗时12 clocks;
3)SVPWM:支持5段式/7段式调制计算,最少计算耗时 6 clocks 。


二:极海低压通用电机开发套件硬件介绍       整体硬件系统是采用外部12V~72直流电源供电, 并经过相应的电源降压电路换
后输出稳定的 12V、5V 、3.3V 电压, 其中 12V 电压输出给到 Gate driver IC、3.3V
电压输出给到 APM32F035 系列微处理器,而功率开关管则直接使用 VIN 电
源。同时,该方案采用可变电阻旋钮调节 0~3.3V 的电压输入作为速度命令的输
入端, 以此调节电机转速。用户实际使用可直接通过转动可变电阻旋钮以此调节
输入电压,同时当输入电压值超过起动阈值时,电机将会启动运行, 而当电压值
低于阈值时电机将会关闭运行。
当电机启动后,APM32F035 处理器通过内置的运算放大器并经由相应的采样电
路可获取三相的相电流 Iu、Iv 与 Iw, 并将该数据经过坐标轴的转换后进而控制电
机的力矩电流大小及相位;通过 FOC 控制计算环节后调节 TMR1 外设输出相应
的三路互补的 PWM 波控制逆变器的开关元器件。


硬件详细介绍可通过应用笔记了解。


三:电机控制算法平台
如下图:


四:无感FOC控制方案测试
      1)初始位置检测(IPD):功能效果如下图

     2)顺/逆风启动:
          顺风启动:顺风高转速下,可以直接切入闭环运行,效果如下如:

           逆风启动:需要先减速,然后切换到正转。

           运行效果:电机运行27000多转时波形如下图


五:总结
      随着首颗电机专用MCU的推出,极海支持方案全方面服务,同时在电机领域还在不断研发扩展,敬请期待后续更具性价比,性能更强大的电机专用芯片推出。



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forgot 2023-10-12 11:45 回复TA
赞,来学习一下! 
沙发
liaojihua2010| | 2023-9-5 16:14 | 只看该作者
不知道好不好用

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板凳
tpgf| | 2023-9-8 17:33 | 只看该作者
只要是无感FOC,控制的原理及算法都没有什么区别

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地板
renzheshengui| | 2023-9-9 15:49 | 只看该作者
在控制策略上,FOC 矢量控制正在逐渐吞噬着传统方波控制

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5
wakayi| | 2023-9-9 16:01 | 只看该作者
家里现在的空调、冰箱、洗衣机、电风扇、吹风机都是变频控制

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6
wowu| | 2023-9-9 16:17 | 只看该作者
无感FOC方案是否先进如何进行判断呢

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7
xiaoqizi| | 2023-9-9 16:27 | 只看该作者
如何更高的控制速度的平稳性能呢

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8
木木guainv| | 2023-9-9 16:36 | 只看该作者
FOC控制方式在低速的控制上有没有什么优势啊

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9
迪圣-欧丽良| | 2023-10-9 10:03 | 只看该作者

提供算法和技术支持    V 15813376719 极海代理

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