基于Cortex-M3的 STM32微控制器處理先進(jìn)電機(jī)控制方法

對于一個能夠執(zhí)行先進(jìn)的電機(jī)控制功能的通用微控制器，擁有微控制器是一回事，而開發(fā)輕松入門卻是另一回事。利用軟硬件工具可以把這個問題的兩個方面都處理好。首先是擁有一套電機(jī)控制開發(fā)入門工具，包含測試工具（JTAG探針和光隔離器）、 微控制器芯片以及功率級電路板和演示用PMSM電機(jī)，這套工具用于產(chǎn)品性能評估和開發(fā)用途。模塊化設(shè)計有助于升級演示應(yīng)用（例如雙電機(jī)控制微控制器電路板），評估多個（或定制）功率級。最后，意法半導(dǎo)體為STM32客戶免費提供電機(jī)控制軟件庫。2.0版電機(jī)控制軟件庫利用頭文件內(nèi)的一個簡單且低廉的 #define聲明列表支持各種配置。軟件庫包含交流感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)的磁場定向控制算法，為簡化代碼的可讀性和可維護(hù)性，這些算法采用C編程語言，再次證明了現(xiàn)代編譯器的效率。該軟件庫還針對PMSM電機(jī)提供一個穩(wěn)健的無傳感器控制算法（基于磁通觀測器），以及一個超高速內(nèi)部永磁電機(jī) (IPM)專用控制算法。當(dāng)然，該軟件還支持普通轉(zhuǎn)速和位置傳感器（增量編碼器、霍爾傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器）。通過使用隔離傳感器或分流器，STM32支持三種電流檢測方法。STM32外設(shè)可以實現(xiàn)一個創(chuàng)新的單電流檢測方法，利用成本最低的配置（一個簡單的獨特的電阻器）執(zhí)行矢量控制。因為能夠最大限度降低本征電流失真率，這項技術(shù)已取得專利權(quán)。

意法半導(dǎo)體目前的主要開發(fā)項目是控制電機(jī)直到靜止?fàn)顟B(tài)的無傳感器永磁電機(jī)控制和內(nèi)置功率因數(shù)校正功能的雙電機(jī)控制。最近，意法半導(dǎo)體成功演示了單電流檢測方法，僅一個STM32微控制器就能執(zhí)行兩個單電流檢測矢量控制功能，同時還用一個40 kHz的控制回路管理PFC級（詳見圖1）。

圖1：STM32F103HD可以同時處理雙電機(jī)控制和數(shù)字PF

從功率開關(guān)分立器件，到復(fù)雜的系統(tǒng)芯片，意法半導(dǎo)體承諾以其獨有的產(chǎn)品組合長期支持電機(jī)控制市場。STM32微控制器產(chǎn)品線將繼續(xù)沿四個新方向部署，如圖3所示，其中兩個方向適用于電機(jī)控制。第一個產(chǎn)品線將面向低成本市場，開發(fā)低端的16位電機(jī)控制微控制器。另一個產(chǎn)品線以高性能為訴求，面向需要更高處理性能、更大存儲容量和高帶寬接口的應(yīng)用。如此寬廣的產(chǎn)品組合結(jié)合Cortex-M3內(nèi)核，勢必確立STM32架構(gòu)適用于現(xiàn)在和未來電機(jī)驅(qū)動的多功能性。