用于安全關(guān)鍵應用的無(wú)傳感器馬達控制解決方案

對于安全具有關(guān)鍵性的應用來(lái)說(shuō)，由于中斷和相關(guān)的服務(wù)例程而導致缺乏確定性，因此使用微型控制器來(lái)實(shí)現馬達控制的效果并不令人滿(mǎn)意。

此外，基于微控制器的實(shí)施方案無(wú)法處理超過(guò)一個(gè)馬達，嚴重限制了其達到高性能 (在取樣時(shí)間小于10μs和開(kāi)關(guān)頻率高于100kHz下達到數萬(wàn)RPM) 的能力。圖1總結了現今使用微控制器的馬達控制工程師所面對的大多數挑戰，以及SmartFusion2 SoC FPGAs-based解決方案為設計工程師帶來(lái)的價(jià)值。

使用美高森美SmartFusion2 SoC FPGA，用戶(hù)可以選擇各種替代方案：

1. 具有嚴格中斷屏蔽控制的純軟件解決方案

2. 分區的硬件和軟件解決方案，硬件用于處理馬達控制算法的關(guān)鍵部分

3. 確保更快的速度和確定性實(shí)施的純硬件解決方案

所有這些選項都是可調節的，用于控制單一或多個(gè) (最多六個(gè)) 馬達，在極小密度和小占位面積器件中采用多種算法?，F今可以使用的算法包括：PMSM/ BLDC的無(wú)傳感器FOC、使用霍爾的FOC、使用編碼器的FOC、用于感應馬達的VFD。

對于純硬件實(shí)施方案，用戶(hù)可通過(guò)Libero SoC獲得完整的IP模塊組合，涵蓋Clarke和Inverse Clarke、Park和Inverse Park以及先進(jìn)的PI控制器。此外，也提供轉子位置GUI控制，用于馬達配置以達到單一馬達30KRPM，或者配置六個(gè)馬達，使用時(shí)分多路復用算法在單一設備中并行運行。該GUI還可以顯示來(lái)自FPGA器件的實(shí)時(shí)信號，這對于調試是非常有用的。

總括而言，美高森美堅固耐用的SoC SmartFusion2和Igloo2 FPGA器件具有較大的密度，允許設計人員在A(yíng)SSP、CPLD或其它分立器件中結合馬達控制實(shí)施方案和附加功能。這種高集成度進(jìn)一步節省了BoM成本、減小了電路板空間、提升了系統的總體可靠性，并且簡(jiǎn)化了采購過(guò)程。

圖中文字：速度參考、PI-速度控制器、PI-Iq控制器、IPark轉變、SVPWM、PWM單元、逆變器Vdc、速度動(dòng)作、速度計算、PI-Id控制器、角度估計、Park轉變、Clarke轉變、電流測量