《電子技術(shù)應(yīng)用》
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瑞薩電子的創(chuàng)新之路,驅(qū)動(dòng)“電機(jī)控制”技術(shù)發(fā)展

2020-04-13
來(lái)源:瑞薩電子
關(guān)鍵詞: 瑞薩電子 電機(jī)控制

  電機(jī),作為工業(yè)技術(shù)快速發(fā)展的動(dòng)力輸出,被廣泛應(yīng)用于機(jī)床、家用電器、水泵、機(jī)械臂、傳送帶、生產(chǎn)線等設(shè)備上。作為生產(chǎn)鏈上不可或缺的一環(huán),電機(jī)行業(yè)的發(fā)展程度有著重要意義。隨著信息化時(shí)代的到來(lái),物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動(dòng)化引領(lǐng)的嵌入式電機(jī)市場(chǎng)迎來(lái)了翻天覆地的變化。作為領(lǐng)先的嵌入式解決方案供應(yīng)商,瑞薩電子電機(jī)控制技術(shù)上有著獨(dú)特的理解,同時(shí),瑞薩電子提供的電機(jī)控制解決方案能夠支持整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程,包含MCU、電機(jī)控制IC、集成開(kāi)發(fā)環(huán)境、開(kāi)發(fā)套件等極具特色的電機(jī)控制產(chǎn)品。

  作為電機(jī)控制方案的“大腦”,MCU的重要性不言而喻,瑞薩電子自主研發(fā)了多款面向電機(jī)的MCU系列。包含針對(duì)超低功耗設(shè)計(jì)的RL78系列,該系列MCU超長(zhǎng)的待機(jī)時(shí)間,滿足了許多極為苛刻的功耗環(huán)境。在高性能設(shè)計(jì)需求下,瑞薩電子開(kāi)發(fā)出具備復(fù)雜指令集的32位MCU RX系列,其內(nèi)核擁有專為電機(jī)優(yōu)化的指令集,同時(shí)支持高性能外設(shè)。

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  在物聯(lián)網(wǎng)迅速發(fā)展壯大的同時(shí),MCU開(kāi)發(fā)者正面臨著云通信,升級(jí)換代等諸多挑戰(zhàn),擁有Arm 內(nèi)核的瑞薩 RA產(chǎn)品家族MCU就是為了解決這些問(wèn)題而生的,RA系列不僅提供了一種開(kāi)放式架構(gòu),也為開(kāi)發(fā)者們帶來(lái)了易用的Flexible Software Package。瑞薩電子為了簡(jiǎn)化伺服電機(jī)的嵌入式開(kāi)發(fā)環(huán)境,打造出RZ 系列MPU(微處理器),在滿足高性能需求的同時(shí),能夠?qū)崟r(shí)運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。

  瑞薩RX產(chǎn)品家族MCU在設(shè)計(jì)伊始就被賦予了多種使命,如強(qiáng)大的運(yùn)算能力、低功耗、寬電壓支持等等。瑞薩RX200系列32位MCU具有增強(qiáng)功能和低功耗特點(diǎn),并且支持5V電壓。RX200系列采用了瑞薩獨(dú)有的RXv2內(nèi)核,該內(nèi)核能夠增強(qiáng)CPU性能,同時(shí)支持高性能外設(shè)。RX200系列具有可增強(qiáng)的DSP和FPU,可以較好的應(yīng)用于電機(jī)控制中。

  嵌入式電機(jī)控制的開(kāi)發(fā)人員都面臨著需要將這些復(fù)雜的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理,并將其轉(zhuǎn)換成實(shí)時(shí)的圖像的模擬或數(shù)字信號(hào)。之前,開(kāi)發(fā)者們只能選擇多芯片的解決方案,但面臨著電路復(fù)雜,穩(wěn)定性差,體積偏大和安全性差等缺點(diǎn)。瑞薩RX600系列完美地解決了多芯片方案的痛點(diǎn),瑞薩RX600系列是一個(gè)MCU/DSP混合的數(shù)字信號(hào)微控制器,結(jié)合先進(jìn)而強(qiáng)大的CPU內(nèi)核和一系列豐富的功能接口外設(shè),以及Trusted Secure IP安全功能,幫助開(kāi)發(fā)人員解決這些復(fù)雜問(wèn)題。

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  在現(xiàn)如今的工業(yè)生產(chǎn)中,每個(gè)工廠都需要更高速、更快的響應(yīng)性、卓越實(shí)時(shí)性能的工業(yè)設(shè)備。AC伺服驅(qū)動(dòng)、運(yùn)動(dòng)控制器、變頻器控制等器件需要更強(qiáng)的工業(yè)聯(lián)網(wǎng)性。瑞薩RZ/T1系列MPU以ARM? Cortex?-R4F內(nèi)核為核心構(gòu)建,工作頻率最高可達(dá)到600兆赫(MHz),并配有兩個(gè)緊密耦合內(nèi)存區(qū),直接與CPU內(nèi)核相連,因此無(wú)需使用緩存。 TCMs支持關(guān)鍵程序處理,如中斷處理程序或?qū)崟r(shí)任務(wù),從而可確保達(dá)到最高響應(yīng)等級(jí),不存在緩存延遲問(wèn)題。 RZ/T1還集成了R-IN引擎工業(yè)以太網(wǎng)通信加速器,支持多協(xié)議加速效果。

  如果把電機(jī)控制方案中的MCU比作交通樞紐中心,那么IGBT驅(qū)動(dòng)的光耦產(chǎn)品,MOSFET橋驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品,PFC-IC產(chǎn)品這些無(wú)疑是交通道路的中轉(zhuǎn)站,而齊全的信號(hào)鏈與完整的電源鏈路就構(gòu)成了這個(gè)龐大系統(tǒng)的分支道路。

  在所有的關(guān)聯(lián)產(chǎn)品中,瑞薩電子專為電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的兩類光耦產(chǎn)品勢(shì)必會(huì)大放異彩,其中,應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分的光耦產(chǎn)品主要為IGBT驅(qū)動(dòng)光耦、IPM 驅(qū)動(dòng)光耦,以及隔離運(yùn)放的電流檢測(cè)光耦。另外一類為通訊光耦產(chǎn)品,主要應(yīng)用于不同電流軌之間的總線信號(hào)傳輸,例如,多電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí),高速通訊光耦能夠使多電機(jī)同步工作,配合15Mhz的傳輸速度,大大加強(qiáng)各個(gè)電機(jī)的協(xié)同作業(yè)。

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  瑞薩電子在電機(jī)控制上還提供了更多強(qiáng)有力的支持,比如開(kāi)發(fā)環(huán)境、樣品、演示板、學(xué)習(xí)板、開(kāi)發(fā)板、應(yīng)用手冊(cè)、電機(jī)調(diào)試代碼等等,開(kāi)發(fā)者們可以放心的選擇所需產(chǎn)品。針對(duì)不同的MCU系列,瑞薩電子提供了BLDC電機(jī)控制評(píng)估套件,在瑞薩電子官網(wǎng)中,開(kāi)發(fā)者可自由下載電機(jī)控制開(kāi)發(fā)支持工具與電機(jī)控制實(shí)例教程(sample code&application notel)。

  隨著開(kāi)發(fā)環(huán)境的不斷完善,瑞薩電子與合作伙伴一同帶來(lái)了多款解決方案。例如,采用了RX 23T與RX 24T多電機(jī)控制的變頻空調(diào)整體解決方案,其超高的性價(jià)比與先進(jìn)的變頻技術(shù)深受客戶青睞;瑞薩電子的三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案,結(jié)合成熟的MCU開(kāi)發(fā)環(huán)境和先進(jìn)的變頻算法,簡(jiǎn)單應(yīng)用的特性廣泛應(yīng)用于變頻水泵、壓縮機(jī)、變頻機(jī)床等系統(tǒng)中;瑞薩電子還擁有提供電機(jī)控制軟件,旋變控制軟件庫(kù),變頻板和BLDC電機(jī)的高精度位置控制解決方案,實(shí)現(xiàn)可調(diào)整功能來(lái)對(duì)傳感器誤差進(jìn)行修正。

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  綠色環(huán)保、節(jié)能減排逐漸成為電機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的風(fēng)向標(biāo),瑞薩電子在推出高性能、低功耗MCU產(chǎn)品后,繼續(xù)自主研發(fā)了電機(jī)控制解決方案RAMDA(Renesas Advanced Motor Drive Algorithm),用以構(gòu)建高性能、高可靠性的永磁同步電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)解決方案,幫助客戶開(kāi)發(fā)新一代綠色環(huán)保的新產(chǎn)品。

  RAMDA具備用于調(diào)節(jié)電源功率因數(shù)的A-PAM功能和先進(jìn)的壓縮機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。RAMDA算法技術(shù)集電機(jī)控制和單相交流電源功率因數(shù)校正技術(shù)于一體,配合RAMDA程序框架,為用戶整體系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)平臺(tái)和友好的用戶接口。

  如今電子元器件小型化趨勢(shì)越來(lái)越強(qiáng)烈,人們希望電機(jī)發(fā)展也向“小而精”過(guò)度,為了滿足這一需求,瑞薩電子與合作伙伴推出的可用于機(jī)器人、OA和醫(yī)療設(shè)備的步進(jìn)電機(jī)解決方案深受客戶青睞,這款基于旋轉(zhuǎn)變壓器傳感器的步進(jìn)電機(jī)和電機(jī)控制解決方案,可滿足電動(dòng)機(jī)更高精度控制、小型化以及應(yīng)對(duì)環(huán)境影響更強(qiáng)抵抗力的需求。

  瑞薩電子為該款解決方案開(kāi)發(fā)了全新的旋變數(shù)字轉(zhuǎn)換器(RDC),以及可通過(guò)32位RX MCU實(shí)現(xiàn)RDC控制的驅(qū)動(dòng)軟件。瑞薩電子還帶來(lái)基于旋轉(zhuǎn)變壓器的步進(jìn)電機(jī)控制套件,可供開(kāi)發(fā)者自由選擇。帶有旋轉(zhuǎn)變壓器的步進(jìn)電機(jī)即使在高溫、粉塵或振動(dòng)的惡劣環(huán)境下也可以執(zhí)行高精度的電機(jī)控制,因此旋轉(zhuǎn)變壓器電機(jī)控制解決方案具有超高性價(jià)比,能夠大大拓寬步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用范圍。

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  在電機(jī)技術(shù)飛速的發(fā)展的背后,離不開(kāi)工程師們的不懈努力,瑞薩電子作為一家半導(dǎo)

體解決方案供應(yīng)商,將與合作伙伴一同前行,引領(lǐng)電機(jī)控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新。瑞薩電子也將重視多樣化發(fā)展,持續(xù)追求變革,創(chuàng)造出更為先進(jìn)的半導(dǎo)體解決方案。


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