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基于灵动SPIN系列的BLDC高集成方案

2021-09-01 赵明灿 阅读:
在ASPENCORE举办的“电机驱动与控制论坛”上,灵动微电子电机事业部市场经理胡力兴发表了“基于灵动SPIN系列的BLDC高集成方案”主题演讲。

日前,由ASPENCORE旗下EDN电子技术设计、EET电子工程专辑、ESM国际电子商情联合举办的“电机驱动与控制论坛”在深圳圣淘沙酒店(翡翠店)举办。会上,灵动微电子电机事业部市场经理胡力兴发表了“基于灵动SPIN系列的BLDC高集成方案”主题演讲。HNdednc

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首先针对灵动微电子,胡力兴做了介绍。HNdednc

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由于MCU应用从研发走到量产很不容易。所以灵动在整个MCU生态体系构建方面花了很多精力。HNdednc

1、在产品选型阶段,灵动有丰富地MCU产品,覆盖了不同的封装和外设。尤其是电机,因为特有的专业性,所以选型比较难。为方便客户选型,灵动推出了选型工具以及各种应用方案方便客户使用。HNdednc

2、开发阶段,灵动针对不同芯片都有对应的开发板,可方便客户使用,并且很多第三方的工具系统也都有对其芯片进行支持。HNdednc

3、样机测试方面,灵动有自己的编程下载工具,可方便客户使用。HNdednc

4、大批量量产的时候,也有包括台湾河洛、南京希尔特、创新工坊、周立功在内的第三方合作伙伴提供支持。HNdednc

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目前,灵动MCU产品有4个产品家族。 HNdednc

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下图是灵动MM32 MCU的产品路线图。HNdednc

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电机专用MCU MM32 SPIN系列产品组合分成三大类:MCU、含预驱和All in one驱动芯片。HNdednc

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下面进入电机控制重点,首先来看下电机的基本应用框图。HNdednc

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从上图可以看到,电机控制系统设计非常复杂。对此,灵动all in one电机方案将上述所有电机控制所需要的周边的系统进行了集成。整个板子除了MCU芯片外,只有少数外部无源元件,整个电路板仅有1元钱硬币大小。HNdednc

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用户在上手这块板子时只会遇到一个问题,那就是如果不支持大功率、大电流的应用,该怎么办呢?这时就可以选用集成了预驱的高集成电机方案。HNdednc

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但是电机应用不会只有上述比较简单的情况,对此,灵动还有其他各种电机控制MCU。HNdednc

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高集成度电机控制体现在高集成的MCU产品以及高集成的方案两个方面,下面来看几个电机控制案例。首先是家电控制器设计。空调就是其中之一。HNdednc

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据介绍,对于室外机,灵动的方案可以做到一拖三:用一个芯片同时控制PFC、风机以及压缩机。室内机也可以通过一个芯片去控制,同时做主控以及内风机驱动。HNdednc

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空调的压缩机是单缸回转压缩机,因此在低速下振动比较大。但是现在空调应用要求做到1Hz,要求压缩机做到低速运行,从而使房间温度不会有剧烈变化,而使人的体感舒适度比较高。那么怎么去解决单缸回转压缩机所带来的压缩机的振动呢?为此,灵动使用了震动抑制算法。HNdednc

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室外风机在高楼,可能在启动瞬间因自然风导致并非静止状态。因此灵动做了逆风启动和顺风启动方案。HNdednc

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空调室外机会用到PFC。灵动的一拖三方案中,一片MCU同时也会进行PFC的控制。HNdednc

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除了空调,灵动也有洗衣机的方案。HNdednc

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洗衣机是家电里面难度比较高的一种应用。灵动MM32SPIN37PSD当中集成了两个M0内核,这样就可以让两个工程师分开来做主控板和电机控制板。调试好后,分别把两套代码烧入,使得一片芯片能够同时承担主控板和电机的控制工作。HNdednc

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冰箱平台系统方案如下。HNdednc

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除了洗衣机、冰箱等家电以外,最近比较流行的是高速电机方案,例如吸尘器/吹风机。戴森最新的吹风机做到了12万rpm的转速;灵动的方案已经做到了15万rpm。HNdednc

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下面是高转速下的测试数据。HNdednc

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灵动为工程师们提供了开发板和方案板。下图左边是针对通用电机应用的开发板,右边则是针对专业应用的方案板,例如高速风机应用。HNdednc

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最后再来看下灵动已经做出来的MCU热门应用方案组合。HNdednc

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本文为EDN电子技术设计 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
赵明灿
赵明灿是EDN China的产业分析师/技术编辑。他在电子行业拥有10多年的从业经验。在加入ASPENCORE之前,他曾在电源和智能电表等领域担任过4年的工程师。
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