描述
目前不管是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域、汽車(chē)領(lǐng)域，還是生活家電領(lǐng)域，各個(gè)終端市場(chǎng)對 BLDC 電機控制性能提出了更高的要求。它們不僅需要電機能夠做到高效率和多功能控制，還需要電機在追求高轉速的同時(shí)實(shí)現低噪音低振動(dòng)的控制效果。
與日俱增的高標準性能要求下，越來(lái)越多的高性能 BLDC 電機驅動(dòng)控制芯片在市場(chǎng)高需求和性能高標準兩大機遇下涌現。
國內很多廠(chǎng)商都相繼推出了 BLDC 電機驅動(dòng)芯片及解決方案，在性能上較之國際廠(chǎng)商的驅動(dòng)芯片也不落下風(fēng)，并且性?xún)r(jià)比更高，在技術(shù)支持上國內廠(chǎng)商也能及時(shí)給予客戶(hù)更多的支持。
縱觀(guān)國內 BLDC 芯片市場(chǎng)，FOC 幾乎已成為標配，各家都在應用了 FOC 的基礎上集成更多的外設配置以此來(lái)獲得更大的競爭力。
什么是 FOC?
FOC(Field-Oriented Control)，即磁場(chǎng)定向控制，也稱(chēng)矢量變頻，是目前高效控制無(wú)刷直流電機(BLDC)和永磁同步電機(PMSM)的最佳選擇。
FOC 精確地控制磁場(chǎng)大小與方向，使得電機轉矩平穩、噪聲小、效率高，并且具有高速的動(dòng)態(tài)響應。目前已在很多應用上逐步替代傳統的控制方式，在運動(dòng)控制行業(yè)中備受矚目。
FOC 的原理
FOC 控制首選需要得到電機轉子的位置、電機轉速、電流大小等信息作為反饋輸入，需要采集電機相電流，對其進(jìn)行一系列的數學(xué)變換和估算算法后得到解耦的易用控制的反饋量。
控制器根據反饋量與目標值的誤差進(jìn)行動(dòng)態(tài)調節，最終輸出 3 相正弦波驅動(dòng)電機轉動(dòng)。
FOC 典型控制框圖
有傳感器 FOC/無(wú)傳感器 FOC
對于有傳感器 FOC，由于編碼器能反饋電機轉子的位置信息，因此控制簡(jiǎn)單，但是往往對控制性能要求較高。
對于無(wú)傳感器 FOC，在控制中需要通過(guò)采集電機相電流，使用位置估算算法來(lái)計算轉子位置，因此控制難度大。
但是布線(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，可靠性高，能夠最大程度上實(shí)現高效率、低振動(dòng)、低噪音以及高響應速度等控制目標，所以逐漸成為行業(yè)主流趨勢，多應用于風(fēng)機類(lèi)的場(chǎng)合中。
峰岹科技 BLDC 驅控芯片
與同行業(yè)企業(yè)通常在通用芯片上用軟件編程(ARM 為主)來(lái)實(shí)現電機控制算法不同，峰岹科技從底層架構上將芯片設計、電機驅動(dòng)架構、電機技術(shù)三者有效融合，用算法硬件化的技術(shù)路徑在芯片架構層面實(shí)現復雜的電機驅動(dòng)控制算法，形成自主知識產(chǎn)權的電機驅動(dòng)控制處理器內核ME。
在該技術(shù)下，峰岹科技設計的芯片可實(shí)現電機控制 FOC 算法，6~7us 即可完成一次 FOC 運算，無(wú)感 FOC 控制方案的電周期轉速可高達 27 萬(wàn)轉。
FU6812/61 系列是一款集成 8051 內核和電機控制引擎(ME)的高性能電機驅動(dòng)專(zhuān)用芯片，8051 內核處理常規事務(wù)，ME 處理電機實(shí)時(shí)事務(wù)，雙核協(xié)同工作實(shí)現各種高性能電機控制。
其中 8051 內核大部分指令周期為 1T 或 2T，芯片內部集成有高速運算放大器、比較器、高速 ADC、乘/除法器、CRC、SPI、I2C、UART、多種 TIMER、PWM 等功能，內置高壓 LDO，適用于 BLDC/PMSM 電機的方波、SVPWM/SPWM、FOC 驅動(dòng)控制。
FU6812L 功能框圖
應用場(chǎng)景為無(wú)感/有感的 BLDC/PMSM、三相/單相感應電機、伺服電機。油煙機、室內機、吊扇、落地扇、吸塵器、電吹風(fēng)、工業(yè)風(fēng)機、水泵、壓縮機、電動(dòng)車(chē)、電動(dòng)工具、航模等。
目前來(lái)看，BLDC 電機驅控芯片行業(yè)技術(shù)向單芯高集成和無(wú)感FOC控制的趨勢已經(jīng)很明朗，BLDC 驅控芯片廠(chǎng)商如何在市場(chǎng)起量的契機下在高效率，低能耗，穩定性上取得突破將會(huì )是贏(yíng)得市場(chǎng)的關(guān)鍵。
而作為一家致力于以信息化技術(shù)改善傳統電子產(chǎn)業(yè)鏈服務(wù)模式的產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，華秋電子秉承著(zhù)“為電子產(chǎn)業(yè)增效降本”的企業(yè)使命，助力峰岹科技 FU6812/61 系列 MCU 落地應用，推出了相關(guān) BLDC 方案。
→ FU6812L-11 萬(wàn)轉無(wú)刷電機控制板 BLDC 高速風(fēng)筒方案
方案介紹：11 萬(wàn)轉無(wú)刷電機控制板，為風(fēng)筒提供核心動(dòng)力。轉速高出普通電機數倍，輸出颶風(fēng)級動(dòng)力，提升干發(fā)效率。
方案優(yōu)勢：響應快、效率高、噪聲低，成本低。
MCU方案：FU6812
電壓范圍：AC80V-270V
功率范圍：10W-150W
轉速范圍：10000RPM-200000RPM
控制方式：三相電機無(wú)感 FOC
閉環(huán)方式：功率閉環(huán)，速度閉環(huán)
調速接口：按鍵調試
應用范圍：可應用于新一代噪聲低、高速、體積小 、重量輕的風(fēng)筒機驅動(dòng)系統中。 |
