基于Cortex-M3的 STM32微控制器處理先進(jìn)電機(jī)控制方法

對(duì)于一個(gè)能夠執(zhí)行先進(jìn)的電機(jī)控制功能的通用微控制器，擁有微控制器是一回事，而開發(fā)輕松入門卻是另一回事。利用軟硬件工具可以把這個(gè)問題的兩個(gè)方面都處理好。首先是擁有一套電機(jī)控制開發(fā)入門工具，包含測(cè)試工具（JTAG探針和光隔離器）、 微控制器芯片以及功率級(jí)電路板和演示用PMSM電機(jī)，這套工具用于產(chǎn)品性能評(píng)估和開發(fā)用途。模塊化設(shè)計(jì)有助于升級(jí)演示應(yīng)用（例如雙電機(jī)控制微控制器電路板），評(píng)估多個(gè)（或定制）功率級(jí)。最后，意法半導(dǎo)體為STM32客戶免費(fèi)提供電機(jī)控制軟件庫(kù)。2.0版電機(jī)控制軟件庫(kù)利用頭文件內(nèi)的一個(gè)簡(jiǎn)單且低廉的 #define聲明列表支持各種配置。軟件庫(kù)包含交流感應(yīng)電機(jī)和同步電機(jī)的磁場(chǎng)定向控制算法，為簡(jiǎn)化代碼的可讀性和可維護(hù)性，這些算法采用C編程語(yǔ)言，再次證明了現(xiàn)代編譯器的效率。該軟件庫(kù)還針對(duì)PMSM電機(jī)提供一個(gè)穩(wěn)健的無傳感器控制算法（基于磁通觀測(cè)器），以及一個(gè)超高速內(nèi)部永磁電機(jī) (IPM)專用控制算法。當(dāng)然，該軟件還支持普通轉(zhuǎn)速和位置傳感器（增量編碼器、霍爾傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器）。通過使用隔離傳感器或分流器，STM32支持三種電流檢測(cè)方法。STM32外設(shè)可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)創(chuàng)新的單電流檢測(cè)方法，利用成本最低的配置（一個(gè)簡(jiǎn)單的獨(dú)特的電阻器）執(zhí)行矢量控制。因?yàn)槟軌蜃畲笙薅冉档捅菊麟娏魇д媛?，這項(xiàng)技術(shù)已取得專利權(quán)。

意法半導(dǎo)體目前的主要開發(fā)項(xiàng)目是控制電機(jī)直到靜止?fàn)顟B(tài)的無傳感器永磁電機(jī)控制和內(nèi)置功率因數(shù)校正功能的雙電機(jī)控制。最近，意法半導(dǎo)體成功演示了單電流檢測(cè)方法，僅一個(gè)STM32微控制器就能執(zhí)行兩個(gè)單電流檢測(cè)矢量控制功能，同時(shí)還用一個(gè)40 kHz的控制回路管理PFC級(jí)（詳見圖1）。

圖1：STM32F103HD可以同時(shí)處理雙電機(jī)控制和數(shù)字PF

從功率開關(guān)分立器件，到復(fù)雜的系統(tǒng)芯片，意法半導(dǎo)體承諾以其獨(dú)有的產(chǎn)品組合長(zhǎng)期支持電機(jī)控制市場(chǎng)。STM32微控制器產(chǎn)品線將繼續(xù)沿四個(gè)新方向部署，如圖3所示，其中兩個(gè)方向適用于電機(jī)控制。第一個(gè)產(chǎn)品線將面向低成本市場(chǎng)，開發(fā)低端的16位電機(jī)控制微控制器。另一個(gè)產(chǎn)品線以高性能為訴求，面向需要更高處理性能、更大存儲(chǔ)容量和高帶寬接口的應(yīng)用。如此寬廣的產(chǎn)品組合結(jié)合Cortex-M3內(nèi)核，勢(shì)必確立STM32架構(gòu)適用于現(xiàn)在和未來電機(jī)驅(qū)動(dòng)的多功能性。