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编者按:随着经济的发展,工业、家电领域对电机的需求逐渐增长,国家也积极推出相关的政策与标准。鉴此,电子发烧友网特别策划《电机控制技术专题》,期在工程师设计较为常见的电机控制领域,如MCU、电机驱动等方案中提供有价值的参考。
《智能电表技术专题》调查问卷

厂商MCU方案比较

MCU方案
今天,MCU技术的最近发展允许电机能在更低的成本下更高效地运行。在某些市场上,这能加快从机电向电子控制的转变,从而能实现变速电机控制以优化电机的工作效率,并在器件的层面上降低所有应用的成本。家用电子设备中的电子电机控制要求、工业和汽车市场促进了对具有先进的电机控制外设的MCU的需求。
MCU方案总结
各家电机MCU方案中,均已32位和16位微控制器为主,其中德州仪器和飞思卡尔的MCU产品种类最齐全,C2000系列芯片与Kinetis系列芯片更是德州仪器和飞思卡尔主推的电机控制MCU产品。
厂商TI飞思卡尔英飞凌ST微芯
32位TMS320F280200DA
主频:40MHz
定时器:3x32Bit GP,1 WD
PWM:8Ch
FLASH:16K Words
ADC:12-Bit
I2C:1
SPI:1
UART(SCI):1
GPIO:20
价格:2.15$| 1ku
MVF30NN151CKU26
内核:ARM Cortex A5
定时器:电机控制/通用定时器、周期中断定时器、低功耗定时器、MAC接口IEEE 1588定时器
RAM:1.5MB
GPIO:37
价格:10000@62.25 ¥each
XMC4500-F100K1024
内核:ARM Cortex-M4
主频:120MHz
RAM:160KB
DMA:12Ch
接口:UART、SPI、I2S、I2C
定时器、PWM、Delta-sigma调解器、Position接口等多种组合
价格:6.55 € |1 Ku
STM32L051C6
内核:ARM Cortex-M0
主频:32MHz
FLASH:32KB
定时器:5X16位(IC/OC/PWM),2xWD,RTC,System
ADC:10x12Bit
RAM:8 KB
价格:
——
16位MSP430F2616
主频:16MHz
定时器:1 16-bit (3CCR),1 16-bit(7CCR),1WD/Interva
FLASH:92K Words
ADC:8Ch,12-Bit
I2C:2
SPI:2
GPIO:48
DMA:3
价格:5.85 $| 1ku
MC56F8006
主频:32MHz
定时器:1个16位双通道定时器(输入捕捉、PWM、周期、中断)
FLASH:16KB
RAM:2KB
ADC:32Ch x 16Bit
GPIO:13
价格:10000 @10.58¥ each
————dsPIC33EP512MU810
CPU处理速度:70MIPS
引脚数:100
定时器:4x32Bit
UART:4
SPI:4
I2C:2
RAM:53248 Bytes
FLASH:512KB
价格:2.24$
8位——MC9S08PA16VLD
总线频率:16MHz
定时器:2定时器模块,可配置为输入捕捉、输出比较。PWM模式
FLASH:16KB
ADC:12Ch,12-Bit
I2C:1
SPI:1
SCI:2
GPIO:37
价格:5.85 10000 @ 5.00 ¥each
————PIC12F1822
CPU处理速度:8MIPS
引脚:8
RAM:128KB
定时器:2x8 Bit 1x16 Bit
UART:1
SPI:1
I2C:1
FLASH:3.5KB
价格:5.66¥每片

厂商驱动方案比较

驱动方案
在家用及工业应用中,一个电机系统通常都会带有几个驱动模块,驱动电路的性能很大程度上影响着整个电路系统的工作状态。在很多应用场合,都要求电机具有高效、可靠、节能以及低成本等性能,而如今电机驱动设备的功耗常常占整个系统功耗的三分之二,所以开发更节能高效的电机驱动系统势在必行。
驱动方案总结
目前,TI、飞思卡尔、英飞凌、ST、微芯几家厂商电机驱动方案多采用MOS管桥式PWM脉宽调制。随着技术的发展MOS官的桥式驱动芯片会逐渐凸显出其优势,但其功耗大的弊端也不能忽视。
厂商TI飞思卡尔英飞凌ST微芯
驱动方案三相无刷前置驱动:
DRV8301:
Vs:4V~60V
工作温度:(C):
-40~125
灌电流:2.3A
拉电流:1.7A
控制方式:PWM
价格:2.50$ | 1ku
MOSFET 驱动器:
TPS2816:
Vcc:4V~14V
输出电流峰值:2A
工作温度(C):
-40~125
上升时间:14ns
下降时间:14ns
价格:0.755$ | 1ku
功率模块驱动器:
MC33937:
3个高边FET预驱动器
3个低边FET预驱动器
输入电压:8.0V~40V
栅极驱动:>1.0A
电力驱动:
MPC17510:
单片集成H桥
200kHz的PWM控制输入频率
工作温度(C):-30~65
输入电压:2V~15V
导通电阻:0.55Ohm
输出电流:1A(DC)~3A
伺服与步进电机驱动:
TLE4205:
输出电流:-1A~1A
工作温度:-40~150
供电电压:-0.3V~15V
集成全桥驱动器:
TLE5205G:
工作温度:-40~150
输出电流峰值:6A
PWM频率:25kHz
提供低静态电流模式
标准功能电机驱动
L99MD01:
最大输出电流:1A
控制:PWM
工作电压:3.0V~5.3V
功率级
L6384E:
操作温度:-40~125
输入电压:11.5V~17V
最大转换频率:400KHz
3相BLDC电机驱动
MCP8024:
工作温度:-40~150
控制:PWM
输入电压:6V~40V
输出电流峰值:0.5A(12V)
全桥驱动器
MTS2916A:
工作电压:10V~40V
工作温度:-40~105
控制:PWM

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电机控制,MCU、DSP还是FPGA?

不同应用对电机控制器的要求有很大区别。目前市场上的控制器/驱动器解决方案各有千秋,包括了针对特定简单应用的标准控制器/驱动器,以及采用外部缓冲栅极驱动器和功率级的MCU、DSP和FPGA。 MCU是目前市场上的主流控制方案,适用于高、中、低端电机控制;DSP数据处理能力较强、运算速度快,一般适用于高端复杂的电机系统,但是依赖于软件算法的成熟性和稳定性;FPGA通过集成逻辑电路及专用电机驱动,能够很好地适用于定制化的电机系统,但是在电机的通用控制性略有不足。【详情】

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