用于安全關(guān)鍵應(yīng)用的無傳感器馬達(dá)控制解決方案

對于安全具有關(guān)鍵性的應(yīng)用來說，由于中斷和相關(guān)的服務(wù)例程而導(dǎo)致缺乏確定性，因此使用微型控制器來實現(xiàn)馬達(dá)控制的效果并不令人滿意。

此外，基于微控制器的實施方案無法處理超過一個馬達(dá)，嚴(yán)重限制了其達(dá)到高性能 (在取樣時間小于10μs和開關(guān)頻率高于100kHz下達(dá)到數(shù)萬RPM) 的能力。圖1總結(jié)了現(xiàn)今使用微控制器的馬達(dá)控制工程師所面對的大多數(shù)挑戰(zhàn)，以及SmartFusion2 SoC FPGAs-based解決方案為設(shè)計工程師帶來的價值。

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

1. 具有嚴(yán)格中斷屏蔽控制的純軟件解決方案

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

3. 確保更快的速度和確定性實施的純硬件解決方案

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

對于純硬件實施方案，用戶可通過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(zhuǎn)子位置GUI控制，用于馬達(dá)配置以達(dá)到單一馬達(dá)30KRPM，或者配置六個馬達(dá)，使用時分多路復(fù)用算法在單一設(shè)備中并行運行。該GUI還可以顯示來自FPGA器件的實時信號，這對于調(diào)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(shè)計人員在ASSP、CPLD或其它分立器件中結(jié)合馬達(dá)控制實施方案和附加功能。這種高集成度進(jìn)一步節(jié)省了BoM成本、減小了電路板空間、提升了系統(tǒng)的總體可靠性，并且簡化了采購過程。

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