TIDM-02007

Dual-axis servo drive with fast current loop (FCL) control reference design

TIDM-02007

设计文件

概述

This reference design presents a dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and software frequency response analyzer (SFRA) technologies on a single C2000 controller. The FCL utilizes dual core (CPU, CLA) parallel processing techniques to achieve a substantial improvement in control bandwidth and phase margin, to reduce the latency between feedback sampling and PWM update, to achieve higher control bandwidth and maximum modulation index, to improve DC bus utilization by the drive and to increase speed range of the motor. The integrated SFRA tool enables developers to quickly measure the frequency response of the application to tune speed and current controllers. Given the system-level integration and performance of C2000 series, MCUs have the ability to support dual-axis motor drive requirements simultaneously that delivers very robust position control with higher performance. The software is released within C2000Ware MotorControl SDK.

特性
  • Three-phase GaN inverter with wide-input voltage from 12-V to 60-V and 7-Arms, 10-A peak output current per phase
  • Precision-phase current sensing with high accuracy (0.1%) based inline shunt resistor on BoosterPack
  • Implement dual-axis motor drive with fast current loop (FCL) on a single F2837x or F28004x MCU on the existing hardware kit
  • Working software is compatible with F2837x or F28004x as a starting point for those with expertise or limited expertise
  • Enables outer position and velocity loop, and inner torque loop using FCL technique simultaneously to achieve fast response on each motor
  • Integrated SFRA tool to support tuning speed and current loops online separately
  • Incremental system builds are designed to verify the major software modules used in the system
  • Low PWM update latency (1.02 uS on F2837x, 2.02 us on F28004x) to achieve higher control bandwidth and modulation index

设计文件和产品

设计文件

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ZHCU716.PDF (1035 K)

参考设计概述和经过验证的性能测试数据

SLURAY0A.PDF (550 K)

设计布局和元件的详细原理图

SLURAY1A.PDF (94 K)

设计元件、引用标识符和制造商/器件型号的完整列表

产品

在设计中包括 TI 产品和可能的替代产品。

C2000 实时微控制器

TMS320F280021具有 100MHz 频率、FPU、TMU、32KB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280023具有 100MHz 频率、FPU、TMU、64kB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280023C具有 100MHz 频率、FPU、TMU、64KB 闪存、CLB 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280025具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280025C具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、CLB 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280040-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280040C-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041C具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128kB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280041C-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、128KB 闪存、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280045具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280048-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280048C-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256kB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049C具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256kB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F280049C-Q1具有 100MHz 频率、FPU、TMU、256KB 闪存、CLA、InstaSPIN-FOC、CLB、PGA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28075具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28075-Q1具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、SDFM 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28076具有 120MHz 频率、FPU、TMU、512KB 闪存、CLA、CLB、SDFM 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28374D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28374S具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28375D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28375S具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28375S-Q1具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、12 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28376D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28376S具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、512KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28377D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28377D-EP具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1MB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 增强型产品 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28377D-Q1具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28377S具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28377S-Q1具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28378D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28378S具有 400MIPS、1xCPU、1xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、12 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28379D具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、16 位 ADC 的 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28379D-Q1具有 800MIPS、2xCPU、2xCLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF、16 位 ADC 的汽车类 C2000™ 32 位 MCU

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C2000 实时微控制器

TMS320F28379S具有 400MIPS、1 个 CPU、1 个 CLA、FPU、TMU、1024KB 闪存、CLB、EMIF 和 16b ADC 的 C2000 ™ 32 位 MCU

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氮化镓 (GaN) IC

LMG520080V GaN 半桥功率级

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电流检测放大器模拟输出

INA240具有增强的 PWM 抑制能力的 -4V 至 80V、双向、超精密电流感应放大器

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隔离式DC / DC控制器和模块

LM50187.5V-100V 宽输入电压,300mA 恒定导通时间同步降压稳压器

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开始开发

硬件

子卡

BOOSTXL-3PHGANINV – 48-V three-phase GaN inverter with shunt-based in-line motor phase current sensing evaluation module

BOOSTXL-3PHGANINV 评估模块采用 48V/10A 三相 GaN 逆变器,配备基于分流器的精密直列式相电流感应,从而对精密驱动器(例如,伺服驱动器)进行精准控制。

MathWorks MATLAB & Simulink 示例模型包括以下内容:

 

 

现货
数量限制: 3
开发工具套件

LAUNCHXL-F28379D – C2000 Delfino MCUs F28379D LaunchPad Development Kit

LAUNCHXL-F28379D 是一款适用于 TI MCU LaunchPad™ 开发套件生态系统TMS320F2837xDTMS320F2837xSTMS320F2807x 产品的低成本评估和开发工具,该工具与各种插件 BoosterPack 兼容(下面特性部分中推荐的 BoosterPack™ 插件模块项下提供了建议)。该 LaunchPad (...)

现货
数量限制: 5
评估板

LAUNCHXL-F280049C – C2000 Piccolo MCU F280049C LaunchPad Development Kit With InstaSPIN-FOC

LAUNCHXL-F280049C 是一款适用于 TI C2000™ 实时控制器系列 F28004x 器件的低成本开发板。该器件不仅适用于初始评估和原型设计,还提供易于使用的标准化平台,用于开发下一个应用。该扩展版本 LaunchPad 可提供额外引脚用于开发,并支持连接两个 BoosterPack。作为庞大的 TI MCU LaunchPad 生态系统的一部分,该器件还与各种插件交叉兼容,包含 InstaSPIN-FOC 功能。

开始使用
步骤 1:购买 C2000 实时控制器 (...)
现货
数量限制: 10

软件

软件开发套件 (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK – MotorControl software development kit (SDK) for C2000™ MCUs

  • 适用于 C2000™ 微控制器 (MCU) 的 MotorControl SDK 包含一套全面的软件基础架构、工具和文档,旨在最大程度缩短基于 C2000 MCU 的电机控制系统开发时间,可适用于各种三相电机控制应用。软件包括的固件在适用于工业驱动和其他电机控制的 C2000 电机控制评估模块 (EVM) 和 TI Designs (TID) 上运行。MotorControl SDK 在高性能电机控制应用的每个开发和评估阶段提供所有需要的资源。
  • 该 SDK 包含一个 C2000Ware 副本,因此可提供从特定于器件的驱动程序和支持软件到复杂系统应用中的完整系统示例等多种资源
  • 请在下方查看此 SDK 支持的 C2000 系列。其他 C2000 系列仍然得到以前的电机控制软件基础架构(例如 MotorWare (...)
支持的产品和硬件

支持的产品和硬件

C2000
  • F28002X
  • F28004X
  • F2807X
  • F2837XD
  • F2837XS
  • F2838X
硬件
BOOSTXL-3PHGANINV 48-V Three-Phase Inverter With Shunt-Based In-Line Motor Phase Current Sensing Evaluation Module BOOSTXL-DRV8320RS DRV8320RS three-phase smart gate driver with buck and SPI interface evaluation module BOOSTXL-POSMGR C2000 DesignDRIVE position manager BoosterPack™ plug-in module LAUNCHXL-F280025C C2000™ real-time MCU F280025C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F280049C C2000 Piccolo MCU F280049C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F28379D C2000 Delfino MCU F28379D LaunchPad™ development kit TIDM-02006 Distributed multi-axis servo drive over fast serial interface (FSI) reference design TIDM-02007 Dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and SFRA on a single MCU reference design TIDM-1011 Tamagawa T-Format Absolute Encoder Master Interface Reference Design for C2000 MCUs TMDSCNCD280025C TMS320F280025C controlCARD evaluation module TMDSCNCD280049C F280049C controlCARD Evaluation Module TMDSCNCD28379D F28379D controlCARD for C2000 Real time control development kits TMDSCNCD28388D F28388D controlCARD evaluation module TMDSHVMTRINSPIN High Voltage Motor Control Kit with InstaSPIN-FOC and InstaSPIN-MOTION enabled Piccolo MCU TMDXIDDK379D C2000 DesignDRIVE Development Kit for Industrial Motor Control

下载选项

软件开发套件 (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK
MotorControl software development kit (SDK) for C2000™ MCUs

版本: 3.02.00.00
发布日期: 28 五月 2021
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类型 标题 下载最新的英文版本 日期
设计指南 在单个 MCU 参考上使用 FCL 和 SFRA 的双轴电机驱动器 设计 下载英文版本 2019年 11月 27日
更多文献资料 TMS320F28379D LaunchPad Quick Start Guide (Rev. A) 2017年 8月 11日

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LAUNCHXL-F280025C C2000™ 实时 MCU F280025C LaunchPad™ 开发套件

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