[188金宝博公司 ]新型电机控制器解决交流电机控制设计的挑战

飞兆半导体近日推出一款模拟与数字集成式电机控制器FCM8531，它是一款三相混合 BLDC/PMSM 控制器，具有并行的处理核心，针对复杂的电机控制应用，提供了一个完整的单芯片解决方案，同时配有帮助电机控制设计人员缩短上市时间且最小化软件设计工作的用户指南、参考设计和评测板。

在发展中国家，马达消耗的能量占工业能源的60%以上。寻求更高效率的马达解决方案是全球工业设计者的主要目标，因此整个业界都在从交流马达转向更高效率的无刷直流马达或变频马达。BLDC/PMSM还具有噪声低、体积小、工作温度低、寿命长等优点，并且可自动调节、应用广泛。

然而，使用BLDC/PMSM也会带来新的挑战。新型马达需要更复杂的电子控制系统，通常使用DSP等数字控制器件。而传统的马达设计工程师对硬件非常了解，但对于马达电子控制的复杂算法，以及将数学计算转换为软件编码缺乏经验，感到头疼。他们渴望得到这样的马达控制方案：能够提供模块化的先进马达控制软件库；能最大限度减少软件设计工作，但同时提供可编程的系统控制盒通信接口，从而可供做差异化的设计，并可实施附加功能；提供硬件保护和稳健的模拟控制器，寿命要长。

飞兆半导体推出的这款新的电机控制器，针对上述挑战，设计了一个新的架构，它将一个嵌入式MCU和一个先进的马达控制器（AMC）集成在一个单芯片中。MCS51功能简单，经济实惠，它对外负责管理通信接口，对内负责向AMC提供马达控制指令，它是流程控制盒通信接口的中心，管理速度控制面板、遥控装置或LED灯指示器等；AMC是一个硬件内核，但预留了可配置的空间，由一个硬件马达控制器和一个可配置为数种专用马达控制算法的可配置处理内核组成。

该架构的优势在于：最少的软件工作，由于飞兆在AMC的软件库中配置和存储了大量软件库，AMC可执行FOC和DQ控制等算法，MCU仅需简单的系统控制软件编程；可靠性高，AMC和MCU独立工作，避免系统中断；性能稳健，AMC内置硬件实时保护功能，可实时检测PWM信号，并可在微秒内关断PWM信号防止系统损坏； AMC 能够适用各种电机设计，使用可配置和存储的飞兆半导体库执行功能强大的算法，如正弦波控制、磁场定向控制（FOC）及直接正交（DQ）控制}，以提供高性能电机控制功能。与 AMC 配对使用的 MCU 接口使用户能轻易改变寄存器的值，满足不同电机操作流程及特点的要求。该器件非常适合于解决无速度传感器风扇应用中的启动抖动，以及各种风扇和泵应用中的噪音和低效率问题。

飞兆半导体还为电机控制开发配备了易于使用的开发工具——电机控制开发系统（MCDS），由一个集成开发环境（IDE）和一个允许工程师配置 AMC 并为 MCU 开发代码的 MCDS 编程工具组成。 该系统与处理核心一起提供一个集成式软件工程平台，有利于快速开发电机控制程序。 MCDS-IDE 易于使用并完善了设计目标时间表。当与 MCDS 编程工具套件一起使用时，可快速完成代码编程，从而可实时调整电机运行信号。

图1 FCM8531模拟数字集成式电机控制器

图2 完整的电机控制系统方案