為HEV/EV電機控制打造的汽車MCU

說起HEV/EV電機控制，這個話題最近很火。隨著汽車保有量的不斷增加，能源消耗急劇增漲，尾氣排放這個問題備受關(guān)注，發(fā)展節(jié)能與新能源汽車必然成為發(fā)展趨勢。EV/HEV（電動汽車/混合動力汽車）是當(dāng)前新能源汽車的主要產(chǎn)品類型。而電機控制系統(tǒng)是EV/HEV上核心技術(shù)之一，是實現(xiàn)節(jié)能的關(guān)鍵部件。如何實現(xiàn)高性能的車用電機控制技術(shù)成為當(dāng)前研究的主要方向。

　　電流、定位檢測和反饋控制

　　環(huán)回控制（loopback control）很重要，很多工程師比較青睞富士通半導(dǎo)體開發(fā)的MB91580，這款MCU比較好的控制了換回控制，高效是關(guān)鍵。舉一些例子，MB91580提供了12位A/D轉(zhuǎn)換器和R/D轉(zhuǎn)換器，以檢測高速條件下電機的電流和位置，而且有較高的分辨率。R/D轉(zhuǎn)換器計算得到的解析器電動角被鎖存到專用寄存器中，并與A/D轉(zhuǎn)換器檢測出的三相電流同步。控制算法將受益于浮點運算單元（FPU）和速度矢量轉(zhuǎn)換和優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)整數(shù)處理10％至15％的小數(shù)點數(shù)字計算。MB91580系列的所有器件均基于富士通半導(dǎo)體的閃存技術(shù)，提供了程序存儲器以及一個單獨的作為E2PROM仿真存儲的工作閃存。

MB91580的電流、定位檢測和反饋控制

　　當(dāng)然，說起MCU一定要說主控制器，MB91580系列的主處理器采用FR81S核心、單精度FPU，CPU頻率為128MHz，8通道DMA。工程師都知道，這種類型的MCU，應(yīng)用范圍比較廣泛，包括HEV/EV逆變器、HEV/EV發(fā)電機的控制、通用電機控制、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等。具體的，大家可以看看下面的這個圖，一目了然！

MB91580L框圖

　　豐富的電機控制功能

　　電機控制，一定要提電機控制功能。高達(dá)1MB的閃存程序存儲器；高達(dá)128KB的RAM + 8KB保留RAM；64KB工作閃存，這些是MB91580系列的內(nèi)存現(xiàn)狀。不難得到結(jié)論，電機控制功能包括：集成了RDC、RDC激發(fā)信號波形生成、12路電機調(diào)速波形發(fā)生器、正交編碼器。

　　下面介紹一些細(xì)節(jié)，大家可以做下參考：MB91580系列在連通性方面有3通道CAN/64Msg緩沖區(qū)、5通道多功能串行（LIN，SPI，I2C，UART）和FlexRay接口（A+B）。模擬功能包括總共24通道輸入的12位ADC。定時器有很多種配置：24×16位PPG、8通道×16位ICU、12通道×16位OCU、6通道×16位FRT、4通道×16位RLT、2通道×16位基定時器、2通道×16位的U/D計數(shù)器。

　　安全問題永遠(yuǎn)不能落下：MPU、針對所有類型內(nèi)存的ECC、看門狗、內(nèi)部和外部電源低電壓檢測器、時鐘監(jiān)視器、CPU診斷、總線診斷、RAM診斷、NMI、32位CRC生成器。

　　最最重要的一點是低功耗！MB91580系列的一個突出特點，給廣大工程師舉一些例子，8KB保留RAM、靈活的時鐘控制、RC振蕩器。其他功能還包括端口引腳重定位、8個外部中斷線、閃存安全、單線片上調(diào)試單元（OCDU）。MB91580采用144引腳QFP封裝，工作溫度為-40℃至+125℃。

　　軟件方面，大家其實都比較清楚了，我就一筆帶過，下面的都可以做參考，Softune Workbench IDE、C-編譯器、匯編器、連接器、MB2100-01-E嵌入式調(diào)試器、電機控制入門套件SK-91580-001-MC等進(jìn)行HEV/EV電機控制系統(tǒng)的開發(fā)。

MB2100-01-E嵌入式模擬器


SK91580入門套件