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提升馬達控制精準度 MCU更小/更強/更省電

文‧侯冠州 發布日期:2018/11/12 關鍵字:微控制器DSCBLDCFOCQEI

馬達應用無所不在,雖對於微控制器(MCU)和數位訊號控制器(DSC)的性能和功能要求也各不相同,但如何實現更低功耗、更高效率和更小體積是不變的方向,也因此,為達成更省電、更高效的馬達應用系統,MCU和DSC的設計規格也加速朝更小、更低成本/功耗邁進。

Microchip高效能微控制器部門行銷經理Patrick Heath表示,馬達控制應用範圍廣泛,為提升整體控制效率和降低功耗,MCU和DSC的設計方式和規格也產生新的變化。目前DSC和MCU馬達控制器的功耗一般來說已足夠低到處理180nm或更小的製程,但為了保持價格競爭力,新的馬達控制器設備正朝向更先進的製程。

舉例而言,目前新的馬達控制器設計均採用90或40nm製程,與以前的設計相比,可提供更低的成本,更高的CPU速度和更低的功耗。不過,產品總是追求小還要更小,這也導致一些新的封裝開發,例如5×5mm 36接腳uQFN,或是7×7mm 48接腳QFN,這為許多馬達控制應用提供了I/O接腳的最佳位置,並顯著降低PCB板的尺寸。

另外,在馬達控制演算法方面,通常需要32KB或更少的程式快閃儲存空間,使所需的I/O可以安裝在28接腳封裝中。同時,由於其他A/D輸入,定時器輸出,串列通訊等的應用要求差異很大,也增加了接腳數和快閃儲存要求。總而言之,最佳馬達控制應用的配備正逐漸朝向64KB程式快閃儲存和36/48/64接腳封裝發展。

另一方面,因應精準馬達控制,MCU除了製程上的變化之外,在系統設計上也有新的趨勢發展。Heath說明,在需要更高速運行的情況下,通常會使用運行FOC的BLDC/PMSM馬達。為了提供應用位置控制,除了在馬達軸上增加了光學編碼器,增量編碼器或旋轉變壓器外,許多16位元和32位元的DSC或MCU還需要另一個硬體周邊,也就是所謂的正交編碼器介面(QEI),其功能旨在與編碼器連接,以進行應用位置控制。

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