用于电机控制系统的微控制器

一些微控制器设计用于同时控制空调、洗衣机和洗碗机等设备中的多个永磁电机。此外，通用逆变器、不间断电源 (UPS) 以及供暖系统、通风系统和温度调节应用等工业应用可以实现各种 MCU 解决方案。

如今，微控制器 (MCU) 代表了最重要的计算技术之一，因为它们的存在现在是所有嵌入式应用程序的基础。电机控制应用通常通过结合专用电机控制单元和系统控制单元来实现，两者都使用微控制器及其相关软件。

低功耗 MCU

由于需要延长运行时间，因此必须注意所有硬件组件的电源要求，尤其是微控制器。在设计阶段，设计人员必须了解他们愿意接受的折衷方案，并评估市场上微控制器技术特性的差异。这些设备的技术是CMOS。该技术同时呈现静态和动态行为。处理此类技术时需要考虑两个基本方面：晶体管不切换时吸收的电流(漏电流)和开关不工作时吸收的电流。

MCU 的能源需求取决于其工作模式和被迫工作的环境条件。微控制器具有三种基本的运行模式(因此会导致能耗)：正常、等待模式和停止。显然，在正常模式下，微控制器完全可以运行，结果证明是这种模式。如果与其他模式相比，这种模式需要更高的能耗。

越来越具体和完整的板载微控制器外围设备的发展使得控制电路的集成越来越紧密，从而减少了空间和耗散功率。

高性能设备

东芝的 M3H器件包含高性能模拟电路和支持完整电机控制所需的各种基本功能。该系列包括 64 至 144 引脚封装，具有 256 至 512KB 的闪存和 32KB 的数据闪存。工作频率为80MHz。集成功能包括高精度模拟电路，例如具有 1.5μs 转换速度和多达 21 个通道的 12 位 ADC 转换器以及 8 位和 2 通道 DAC。此外，东芝还提供包含数字 RDC、矢量引擎 (VE) 和一次性脉冲发生器的 MCU 解决方案。这些特性提高了算法的效率。

Microchip dsPIC33CK 是用于电机控制的双核版本。对于快速控制周期，它包括减少延迟的寄存器、加速数字信号处理的附加指令、紧密的外围耦合和快速时钟。它具有小尺寸，可提供高达 5x5mm 36pin μQFN 和高达 12x12mm 80pin TQFP 的封装。处理速度高达 100Mips，适用于控制执行磁场定向控制算法和功率因数校正的多个无传感器和无刷电机。

Microchip 的 32 位微控制器涵盖广泛的电机控制应用，从初级 6 步无刷直流 (BLDC) 控制到高级无传感器磁场定向控制 (FOC)。SAM C Cortex®-M0 + (MCU) 微控制器系列基于数十年来在内置闪存微控制器技术方面的创新和经验。这些器件将 ARM Cortex-M0 + MCU 的高性能电机控制和能效与优化的架构和一组外设相结合。SMART SAM C 非常适合在 5V 下运行的家用电器和其他控制应用。CAN-FD、LIN 和汽车认证使 SAM C2x 系列成为内部座椅、门锁、电动车窗等汽车应用的明智选择。

用于软件和配置示例的IDE Microchip / Atmel Studio、Atmel Studio Framework 和 START 支持SAM C2x 系列器件。对于硬件开发，SAM C2x 系列由 Xplained Pro 套件 (ATSAMC21-XPRO) 支持，该套件支持额外的 Arduino 样式板。对于 BLDC 电机控制应用，Microchip 提供了一个 24 伏开发平台 - ATSAMD21BLDC24V-STK - 具有一个完整的功率级和一个可互换的插入式电机。