微控制器 (MCU)

实时控制 – 工业驱动

适用于工业伺服和交流逆变器驱动的 DesignDRIVE 解决方案

借助以下优势实现工业驱动、伺服控制评估和开发的跨越式进步:

  • 融合了扭矩、速度和位置的电机矢量控制示例
  • 多种电流感应拓扑结构
  • 模拟与数字位置传感器接口
  • 灵活的实时连接
  • 平台版本系列

工业通信

  • 解决方案支持可节省开发时间

处理

  • 支持实现实时工业电机控制的性能

驱动控制 SOC

  • 用于实现驱动控制的 C2000™ 微处理器差异化架构

有传感器 FOC 软件

  • 提供全面的支持,且面向未来

驱动

  • 多轴、多级且灵活的 PWM

保护

  • 系统保护

感应

  • 高性能、高精度和智能感应

位置传感器管理

  • 位置管理器技术

有传感器场定向控制软件

  • 全面的支持可节省开发时间
    • 快速电流环路
    • 3 个电流/电压传感选项
    • 5 个位置传感器选项
    • 过流保护

计算和变换
  • • 快速电流环路实现
       ‐ 在 200MHz 下,C28x 上为 < 1.5 us
  • TMU 加速空间矢量调制、Park、Clarke
  • • 原生 PMSM 支持(可移植到异步机)
  • • 包含从 Piccolo™ F2807x 到 Deflino™ F2837x MCU 的产品
观测器
环路控制
  • • 位置、速度和扭矩控制环路
  • • 具有成本效益的电源电路设计
  • • 实现出色剖面、移动轨道
驱动和保护
  • • 高度可配置的 PWM
  • • 灵活的片上跳闸源路由和资格限定
  • • 高分辨率 PWM
感应
  • • 驱动器支持并行 Σ∆、磁通门和分流感应
  • • 可基于电流检测硬件编程
  • • 50ns 传播延迟保护 - 过流至 PWM 跳闸
工业通信
  • • CANOpen 堆栈(第三方)
  • • EtherCAT® 堆栈 (ETG)
位置管理器技术
  • • 提供对数字和模拟位置传感器的片上主设备支持:EnDat 2.2、BiSS-C、解析器、SIN/COS、增量及其他
  • • 展现每条 API 命令用法的示例项目
  • • 模拟传感器和绝对编码器性能结果
驱动控制 SOC


Right Block Diagram

快速电流环路

  • PWM 输出在采样(子周期)后尽快更新
    • 确定电流控制计算的优先级
    • 使用 ePWM 即时更新模式
    • 每载波周期采样两次
  • 复杂控制器(对于 PI 为可选)
    • 提高高速下的稳定性
  • 紧凑型代码
    • TMU 加速了 Park 和复杂控制器
    • CLA 管理 QEP、PI_Q
    • 针对 C2000 架构特性进行了优化
    • 嵌入式编码技术
快速电流环路图

工业通信

解决方案支持可缩短工程设计月数

  • EtherCAT 堆栈参考
  • 电力线通信
  • CANOpen
DesignDRIVE 工业通信图

位置管理器技术

  • 与自定义解决方案相比节省至少 10% 的开发工作
  • 将系统成本降低 10%
  • 支持领先的模拟和数字位置传感器,包括解析器、SIN/COS、QEP、BiSS-C 以及 EnDAT2.2
  • 参考软件、示例软件经测试符合兼容性要求且面向未来
位置管理器技术图
传感器类型 速度 测试长度 分辨率 C2000 MCU 支持的器件 技术文档
Incremental ~ 12,000 rpm N/A Encoder dependent

TMS320F2803x, TMS320F2806x,

TMS320F2807x, TMS320F2837xS,

TMS320F2837xD

Download
EnDat 2.2 / 2.1 8 MHz 100 m Up to 35 bits TMS320F28379S, TMS320F28379D Download
BiSS-C 5 MHz 100 m Up to 26 bits TMS320F28379S, TMS320F28379D Download
t-format (Tamagawa) 2.5 MHz 100 m Up to 24 bits TMS320F28379S, TMS320F28379D Download
SIN/COS ~ 12,000 rpm 1 m <.0025º

TMS320F2807x, TMS320F2837xS,

TMS320F2837xD1

Download
Resolver > 3,000 rpm ~1 m >13.47 ENOB

TMS320F2802x, TMS320F2807x,

TMS320F2837xS, TMS320F2837xD1

Download

1 This project can be ported to other C2000 MCU families, but has not been released via controlSUITE™ software at this time.

高性能、高精度和智能感应

ADC

对全部三个电机相位和直流总线进行精准并行取样,且具有零抖动

ADC 后处理

片上硬件将降低 ADC ISR 复杂度;缩短电流环路周期

Σ-Δ 滤波器模块 (SDFM)

借助增强的 ΔΣ 调制器(如 TI 的  AMC1304

)实现电隔离。

DesignDRIVE 感应图

多轴、多级且灵活的 PWM

多达 12 个 ePWM 对

可生成具有适合多轴或多级逆变器的死区的高端/低端 PWM

高分辨率 PWM 转换

为占空比、期间、死区以及相位偏移提供 150ps 的步长,以实现 99% 的更高精度

PWM 相位关系和计时器同步

实现基于时间的高级控制:

  • PWM 波形之间可配置的相位偏移和时间同步
  • 支持每个 PWM 相位值的逐周期调制

影子寄存器 一次性全局重新加载

至活跃寄存器

双缓冲(影子)寄存器

在使用 PWM 寄存器时允许更新;同步加载

驱动/ePWM 图

时基同步触发于:

  • 周期事件/零事件/SYNCIN 事件/软件同步事件

影子加载同步发生于:

  • 周期事件/零事件/软件同步事件
  • 跨模块同步寄存器更新
  • 比较逻辑 C 和 D 以获得更好的 ADC SOC 定位、中断或者重置 Σ∆ 滤波器
  • 数字比较中可限定跳变的预配置逻辑操作选项

系统保护

模拟比较器

提供片上过压保护,因此无需外部组件;完全模拟跳闸路径;生成了 STO;50ns 跳闸检测时间!

数字比较

当选定的逻辑评估为真时,生成事件。自跳闸区输入、ePWM 交叉开关矩阵或输入交叉开关矩阵的输入。跳闸和同步 PWM、触发 ADC 并生成中断。

ePWM 交叉开关矩阵

超过 60 个片上跳闸源,包括模拟比较、ADC、SD 滤波器、捕获和 ADC 后处理比较。

跳匣区域

是一个快速的一次性配置路径,可关闭 PWM 而无须软件干预(无 ISR 延迟)

系统保护图

支持实现实时工业电机控制的性能

高达 400 C28x MIPS

  • 跨管线单周期执行
  • 单周期三角学指令
  • 复杂数学、FFT 加速

高达 400 CLA MIPS

  • 多控制环路单独处理
  • 专为数学运算进行了优化
  • 快速中断响应

TMS320F2837xD MCU 在 200 MHz 下具有两种 C28x 和两种 CLA 协处理器,可提供总计 800 MIPS。

C28x™ TMU 加速 Park 变换

C28x 性能图公式
C28x CPU 周期更快

C28x TMU 加速解析器角度

角度 = 反正切 (S1/S2)

C28x 性能图表
C28x CPU 周期快 7 倍

C28x 字段定向控制环路

C28x CPU 周期快 2 倍

CLA 实时协处理器

CLA 实时协处理器

用于驱动控制的 C2000 MCU 差异化架构

驱动控制方框图