Energie-efficiëntie wordt steeds belangrijker om mondiale milieuproblemen op te lossen en een duurzame samenleving te realiseren, waardoor energiebesparende technologieën wereldwijd steeds belangrijker worden. Motoren verbruiken vaak de grootste hoeveelheid stroom in toepassingen, dus we kunnen vermogensverlies eenvoudig verminderen en bijdragen aan energiebesparingen door zeer nauwkeurige inverterbesturing.
Om dit te bereiken heeft Renesas twee nieuwe MCU's voor motorbesturing ontwikkeld in de RA-familie van 32-bits microcontrollers met Arm®-kern. (Afbeelding 1) De reeks hoogwaardige oplossingen en compacte pakketten is het meest geschikt voor consumenten-, industriële en andere toepassingen die ondanks de beperkte systeemruimte een zeer nauwkeurige omvormerbesturing vereisen. De RA4T1- en RA6T3-groepen zorgen voor een lager stroomverbruik in verschillende toepassingen, dragen bij aan een lager energieverbruik en helpen het wereldwijde milieu te verbeteren.
RA4T1- en RA6T3-MCU's zijn geoptimaliseerd voor een evenwicht tussen prestaties, functionaliteit en prijs voor bediening door één omvormer. Deze zijn uitgerust met een Arm® Cortex®-M33-kern die werkt op maximaal 200 MHz (100 MHz voor RA4T1) met functies om zeer nauwkeurige omvormerbesturing te realiseren, inclusief hardwareversneller trigonometrische functie-eenheid, 16-bits timer die complementaire PWM-uitvoer ondersteunt, 12-bits A/D-converter met speciale 3-kanaals sample & hold-functie, evenals programmeerbare versterkingsversterker en comparator. Er is ook een veiligheidsvoorziening om het invertercircuit te beschermen, een functie voor het inschakelen van de poortuitgang, om de PWM-uitgang af te sluiten. USB 2.0 FS Device (alleen RA6T3), CAN FD en I3C, onder andere communicatie-interfaces zijn inbegrepen.
Zowel de RA4T1- als de RA6T3-groepen bieden de optimale balans tussen prestaties, functionaliteit en prijs, en kunnen worden gebruikt in een breed scala aan consumenten- en industriële inverterbesturingstoepassingen. Zo is het kleinste pakket van de RA4T1-groep een 5 x 5 mm 32-pins QFN, die geschikt is voor klein elektrisch gereedschap. De krachtigere RA6T3-groep kan tegelijkertijd snelle, real-time besturings- en communicatiefuncties uitvoeren, waardoor het geschikt is voor toepassingen zoals e-bikes, die motorbesturing en communicatie met een tonen paneel. Deze apparaten zijn ook geschikt voor toepassingen zoals stofzuigers, inductiekookplaten, wasmachines, ventilatoren, pompen, universele omvormers, thermische printers en kleine robots.
De RA4T1- en RA6T3-evaluatieomgeving omvat een keur aan geïntegreerde ontwikkelomgevingen, waaronder e² studio, Keil® MDK en IAR EWARM, die kunnen worden gebruikt voor de hele RA-familie in het algemeen. Het Flexible Software Package (FSP), dat BSP, HAL-stuurprogramma, middleware voor motorbesturing en verschillende ingebedde besturingssystemen omvat, is beschikbaar voor het ontwikkelen van ingebedde systemen met behulp van de RA-familie. FSP vergemakkelijkt de implementatie van complexe software en draagt bij aan het verkorten van de softwareontwikkelingstijd.
We bieden MCK-RA4T1 en MCK-RA6T3 ontwikkelingskits voor motorbesturing voor eenvoudige evaluatie van motorbesturingssystemen. De kits bevatten een CPU-kaart, inverterkaart, BLDC-motor en voorbeeldcode zoals hieronder beschreven. Alleen de CPU-kaart kan worden gebruikt om MCU-randapparatuurfuncties te evalueren, en aangezien hij is uitgerust met een Pmod-connector, kan hij worden aangesloten op een sensor bord, draadloze communicatie module of andere, die uitstekende uitbreidbaarheid bieden.
We bieden de ondersteuningstool QE voor motorsoftwareontwikkeling voor eenvoudige bediening van instellingen, afstemming en analyse die nodig zijn voor de ontwikkeling van motorbesturingssoftware volgens de workflow (linksboven in afbeelding 3). Het maakt een efficiënte configuratie van motor-middleware en stuurprogramma's mogelijk terwijl het hiërarchische structuurdiagram wordt gecontroleerd (rechtsboven in figuur 3) in combinatie met FSP.
QE for Motor is gekoppeld aan een ondersteuningstool voor motorbesturing, de Renesas Motor Workbench. Hierdoor kunnen motorbesturingssignalen worden weergegeven op een pc zoals een oscilloscoop en kunnen motorbesturingsvariabelen worden bijgewerkt op de GUI zonder de motor te stoppen (Fig. 3, linksonder). Met andere woorden, de QE for Motor-tool maakt softwareontwikkeling mogelijk in een naadloze omgeving en helpt de ontwikkeltijd te verkorten.
Bovendien is de volgende lijst voorbeeldcode voor motorbesturing die werkt met deze omgeving en deze toepassingsnotities. In de toekomst zullen er nog meer opties worden toegevoegd.
Toepassingsnotities:
- Sensorloze vectorregeling met drie shunts voor synchroonmotor met permanente magneet
- Sensorloze vectorregeling met één shunt voor synchroonmotor met permanente magneet
- Vectorbesturing voor synchroonmotor met permanente magneet en encoder
- 120 graden geleidende regeling van permanent magnetische synchrone motor met behulp van Hall-sensoren
- Sensorloze 120 graden geleidende regeling van permanent magnetische synchroonmotor
- Vectorbesturing voor permanent magnetische synchroonmotor met inductieve sensor
We raden ten zeerste aan om de ontwikkelingskits MCK-RA4T1, MCK-RA6T3 en de ondersteuningstool voor motorbesturingssoftware QE for Motor uit te proberen. We zijn ervan overtuigd dat u de gebruiksvriendelijkheid van deze ontwikkelomgevingen zult waarderen en met eigen ogen zult zien dat de RA4T1- en RA6T3-MCU's uitblinken in motorbesturingssystemen. Laat ons weten wat uw ervaring is met het werken met de tools.
Bezoek de product- en kitpagina's voor meer informatie, inclusief technische documentatie en voorbeelden:
- RA4T1 productpagina
- MCK-RA4T1 kit pagina
- RA6T3 productpagina
- MCK-RA6T3 kit pagina
- QE voor motorische ontwikkelingstool
Winnende combinatieoplossingen
Om de ontwikkeling van motorbesturing verder te vereenvoudigen, bieden we ook Winning Combination-oplossingen die complementaire Renesas-producten gebruiken, zoals gate-driver en voedings-IC's.
- Krachtige, compacte BLDC-motorbesturing
- E-bike systeemoplossing
- Digitale stroomconversie met totempaal interleaved PFC
Naast Arm®-core-gebaseerde MCU's biedt Renesas ook verschillende platformopties ter ondersteuning van een breed scala aan motorbesturingstoepassingen. De RISC-V ASSP MCU's bieden een complete oplossing voor gebruikers die ontwikkelen op het RISC-V-platform. Vooraf ontwikkelde applicatiesoftware wordt op het apparaat geprogrammeerd tijdens de productie in de fabriek, met gespecialiseerde applicatiecode die is ontwikkeld door IDH's (onafhankelijke ontwerpbureaus), waardoor gebruikers geavanceerde veldgerichte motorbesturingsfunctionaliteit kunnen toevoegen zonder enige inspanning in termen van ontwikkeling, testen en validatie van de implementatie.
Bovendien is de RX26T MCU ideaal voor gebruikers die ontwikkelen op het eigen Renesas-platform. Met dezelfde motorbesturingskit als RA MCU's kunnen gebruikers de ontwikkeling eenvoudig op verschillende platforms schalen.