【应用】芯海32位MCU的电机控制应用方案,助力车载水泵、电动自行车、变频冰箱、变频高速风筒等

2023-02-08 芯海科技公众号
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电机(Electric machinery,俗称“马达”)是依据电磁感应定律,实现电能转换或传递的一种电磁装置,其主要作用是产生驱动转矩,为用电器或各类机械提供动力。


电机作为工业世界的动力之源,几乎用于所有电子设备。据不完全统计,全球电力消耗的50%来自电机,尤其是工业用电中,约60%的电力被电机消耗。


电机种类繁多,应用纷繁复杂。电机与人们生活息息相关,广泛应用到吹风机、扫地机、吸尘器、冰箱、空调、洗衣机等大小家电,以及电动自行车、电动滑板、平衡车等骑行车辆。同时覆盖发电、制造和运输等工业领域,包括泵、机床、压缩机等应用场景。而在车用电机领域,从电动车窗、天窗、后备箱,到水泵、油泵、HVAC,EV主电机,电机都发挥着重要作用。


作为动力源,电机的工作环境非常恶劣,常常需要经受热应力、机械应力、电流偏差、环境变化、自然老化等因素侵蚀而造成故障,严重甚至影响安全使用。因此,为了提升电机的性能和使用安全、延长使用寿命,人们需要不断提高对电机控制芯片的性能和品质要求。


长期以来,国内电机控制芯片市场由欧美国际大厂主导,国内企业起步较晚,市占率较低。近年来,随着国产MCU不断崛起,众多国产厂商快速成长,在电机驱动控制芯片细分领域的技术积累已颇具竞争优势。


芯海科技作为一家专注模拟IC的半导体设计公司,凭藉“高性能ADC+高可靠性MCU”双平台驱动,持续深耕智能家居、高端消费电子、工业控制、汽车电子等应用领域,为通用市场及垂直细分应用市场提供独具竞争力的产品和解决方案。


当前,随着芯海在电机驱动控制领域的技术研发积累,持续推出基于32位MCU的电机控制应用方案,在精度、可靠性、集成度等关键技术指标上媲美业界一流厂商,且为客户提供稳定供货及本土化服务。


以下将分享几个典型的芯海科技电机控制的应用方案。


应用一车载水泵



随着新能源汽车的蓬勃发展,采用车载电子水泵成为大势所趋。车载电子水泵通过带有电子控制驱动单元的水泵,为汽车发动机冷却系统提供智能调节散热功能,满足车辆在任何工况下的温度需求和工作性能。


一般来说,车载电子水泵的控制应用要在具备控制水泵开关、流量控制、压力控制、运转保护等功能集成上,满足汽车的高集成设计、超长续航的稳定性需求。


芯海科技CS32F036Q是一款车规级高可靠性的32位MCU,采用Arm® Cortex®-M0内核,工作频率48MHz,集成多达32K字节Flash和4K字节SRAM,一个I2C/SPI、两个USART(支持Software LIN)、专为电机控制设计的12位高速ADC和增强型定时器、六个16位通用定时器、一个32位定时器、最多支持17路PWM输出。


CS32F036Q通过AEC-Q100认证,满足车规级产品工作环境恶劣的要求,可实现单电阻无传感器FOC控制,同时提供整套FOC控制算法支持,帮助客户快速实现方案开发、产品量产。


CS32F036Q的产品特点:

更宽的工作温度(-40~105℃)

更宽的工作电压2.0~5.5V

12bit 1M SPS采样频率的高速、高精度ADC,有效精度≥10bit

ADC工作范围:2.4~5.5V,-40~105℃

±1%精度的低温漂时钟

低漂移基准电压及±2℃的温度传感器


应用二电动自行车


近年来,随着“新国标”的落地,双轮电动车在智能化、强性能、安全性等方面不断演进,带动了新一轮的换车高峰。电动车控制器作为双轮电动车的核心部件,迎来新的增长。


芯海科技32位MCU CS32F031CS32F103,作为电动车控制器的主控MCU芯片,很好地满足了双轮电动车、电动三轮、共享电单车的高温宽、高耐潮的应用环境,以及PWM、ADC等高可靠性的功能要求。


CS32F031采用Arm® Cortex®-M0内核,主频高达48MHz,内置1个功能丰富的高级定时器、1个10通道1Msps采样率的高精度ADC、6个16-bit定时器(支持霍尔捕获)。CS32F031采用5V供电,抗干扰能力强,成本更优。


CS32F103采用ARM-Cortex M3内核,主频高达72MHz,支持单周期乘法和多周期硬件除法运算, 内置1个功能丰富的高级定时器、2个共计16通道1Msps采样率的高精度ADC、3个16-bit定时器(支持霍尔捕获),支持7通道DMA传输,提供LQFP48/64/100等主流封装形态。


CS32F031与CS32F103两款产品均可满足有感FOC控制的所有需求。


CS32F031的产品特点:

最高48MHz工作频率

32K/64 Kbytes的flash存储器,192B Flash数据存储,4K/8Kbytes的SRAM,带硬件奇偶校验

VDD电压:2.0 to 5.5V

内部8MHz/14MHz RC高速振荡器,典型情况下1%精度,内嵌PLL

1路16bit高级控制定时器(TIM1),每路有6个带死区控制的PWM输出通道

5个16位通用定时器,支持脉冲宽度测量和PWM波生成

1路12-Bit高精度ADC,采样率高达1Msps,10个输入通道

2个USART,支持:ISO7816接口,LIN主从功能,IrDA传输编解码;2个I2C;2个SPI

多达39个GPIO


应用三变频冰箱


近年来,随着国家能耗标准的不断提高,高能效变频家电成为主流应用。变频冰箱作为大白电的旗舰应用,其市场占比不断提升。随着变频控制技术的持续发展,高性价比的32位MCU芯片作为变频冰箱的核心控制器件,其市场渗透率也随之稳步上升。


芯海科技CS32F030系列MCU,可实现单电阻无传感器FOC控制,同时提供整套FOC控制算法支持,帮助客户快速实现方案开发、产品量产。该系列提供LQFP32封装,可大大提供产品良率。



芯海科技基于CS32F030K6T6设计的变频冰箱应用方案具备如下特性:

单电阻无感矢量控制

驱动算法成熟,电机适配性强,匹配过主流压缩机平台(东贝、加西贝拉、恩布拉科)

启动算法成功率100%

支持过流、过压、缺相、堵转等保护,延长产品使用寿命

高级控制算法支持:谐波抑制、转矩补偿等


应用四变频高速风筒


变频高速风筒以转矩脉动小、效率高、噪声小、动态响应快而受到市场的广泛认可。


面对新的市场趋势,芯海科技推出高达12万转的高速风筒应用方案。方案采用Arm® Cortex®-M3内核的MCU主控芯片CS32F103,搭配芯海自研的智能IPM模块CSPM405。在软件方面,采用无传感器FOC矢量控制,搭配公司最新电机控制算法,可实现速度扭矩双闭环控制。


基于芯海科技“CS32F103+CSPM405+最新算法”的高速风筒方案具备如下特征:

三电阻无感FOC控制

最高转速12万转

支持速度转矩双闭环控制

支持过流,过压,短路保护

良好的EMI/EMC性能


CS32F103的产品特点:

最高72MHz工作频率

支持单周期乘法和硬件除法

64K/128KBytes的Flash存储器,20KBytes的SRAM

内部8MHz RC高速振荡器,内部40kHzRC低速振荡器,支持4~16MHz晶体振荡器

锁相环(PLL),最高支持72MHz

3个16位定时器,每个定时器有多达4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道和增量编码器输入

1个16位带死区控制和紧急刹车,用于电机控制的PWM高级控制定时器

2路12-Bit高精度ADC,采样率高达1Msps,16个输入通道

7通道DMA控制器,支持的外设包括:SPIx,2Cx,USARTx,TIMx,ADC

3个USART,2个I2C接口,2个SPI接口,1个CAN 2.0B接口,1个USB2.0接口

丰富的GPIO(LQFP48:37个,LQFP64:51个,LQFP100:80个)


目前,芯海科技“电机控制及驱动应用”仍在持续丰富和完善。相关产品及应用方案,敬请关注官网“应用方案—电机控制及驱动”模块,期待为终端客户带来更有价值的产品和服务。

授权代理商:世强先进(深圳)科技股份有限公司
技术资料,数据手册,3D模型库,原理图,PCB封装文件,选型指南来源平台:世强硬创平台www.sekorm.com
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芯海科技(CHIPSEA)电子烟MCU产品介绍

描述- 芯海电子烟产品介绍

型号- CS32 T0,CS3XG,CSS12P82,CS32F031C8,CSU38M20,CSU32P20-MSOP10,CSU32P20,N76XX03,CSMXXX12X2,CS32 T4,CSU8RP3117B,CST92F30,CS32A060,M031C8T6,CS32F072,M031C6T6,CS32F030,CS32F031,CSU32M10,CS32F070,CSU32M11,CS32F071,S031C6,CSU3XF,CSU38M20-QFN24,CSU18M53,CSU38F20,CSU32P10-MSOP10,H03XC8,CXXX9F12X2,CSU8RP3215,CSU8RP3216,CS32 A0,CSU32M10-MSOP10,CSU3XP,CSU1XM,M031C88,CSU3XM,CS32 F0,S031C6T6,TM5XXX28,CS32F031K8U6,CSU38F20-QFN20,CS32F031G6U6,CSU9XT,CS32F031K6U6,CSU8RP3115B,H031C6T6,H031C8T6,CS32G023,TMXXXA28,CSU8RP3119B,CS32G020,CS32G021,CSS34P16,CSU32P10,S030C8,CS32 G0,CSP32F2X,CSU32M12-DFN14,CSU8RP311B,CS32 G4,NXXX003,CSU32M10-QFN16

商品及供应商介绍  -  芯海 PDF 中文 下载

芯海科技车规MCU芯片CS32F036Q荣获IAEIS 2024“年度汽车电子科学技术奖”

2024年6月29日,由深圳汽车电子协会主办的IAEIS 2024第十三届国际汽车电子产业峰会在深圳宝安圆满落幕。本场峰会,芯海科技受邀参会,同时旗下32位车规级微控制器CS32F036Q荣获了“2023年度汽车电子科学技术奖——突出创新产品奖”的殊荣。

产品    发布时间 : 2024-07-03

华芯微特(Synwit)32位MCU选型指南

目录- 公司介绍&产品分类    TFT-LCD 显示和人机界面(HMI)用微控制器    电机专用微控制器    大家电 & 工控通用微控制器    32位微控制器选型表   

型号- SWM34X,SWM320 SERIES,SWM 201C6T7-50,SWM19SCBT6-50,SWM190 SERIES,SWM 201 系列,SWM32SRET6,SWM181CCT6-50,SWM260KBT7-80,SWM190KBT6-80,SWM201G6S7-65,SWM 201,SWM 201G6S7-65,SWM 19S 系列,SWM201,SWM260 SERIES,SWM320,SWM19S,SWM160,SWM20PG6S6,SWM20D,SWM32SRET6-50,SWM 20PG6S6-65,SWM 190,SWM181CBT6-50,SWM260CBT7-50,SWM260PBT7-80,SWM 260 系列,SWM32S,SWM181 SERIES,SWM181RCT6-50,SWM20P,SWM260CBT7,SWM160C8T7-50,SWM190CBT6-50,SWM20G,SWM 190 系列,SWM 260,SWM 181,SWM201 SERIES,SWM320RET7-50,SWM181DBU6-40,SWM181CBT6,SWM160 SERIES,SWM 341,SWM 341 系列,SWM190 系列,SWM201C6T7-50,SWM 181 系列,SWM320VET7-50,SWM341,SWM190RBT6-50,SWM20PG6S6-65,SWM260,SWM181,SWM320CET7-50,SWM190

选型指南  -  华芯微特  - 2021/3/15 PDF 中文 下载

【经验】解析芯海科技32位MCU CS32F031G8U6在keil中新建工程的相关操作步骤

CS32F031G8U6是芯海科技推出的一款针对光模块应用的MCU解决方案,内部集成的温度传感器线性误差为+/-3℃,适用于10G 、25G、100G部分类型的光模块应用。本文介绍32位MCU CS32F031G8U6在keil中新建工程的相关操作步骤。

设计经验    发布时间 : 2022-03-17

MM32SPIN0280微控制器精准驱动电动自行车的智能核心

MM32SPIN0280微控制器作为电动自行车的主控单元,提供精确的动力控制、电助动与电驱动功能,同时确保骑行安全,满足现代城市出行的需求

产品    发布时间 : 2024-05-28

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品牌:芯海

品类:32位MCU

价格:¥5.0667

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品牌:芯海

品类:32位MCU

价格:¥3.8824

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品牌:芯海

品类:32位微控制器

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品类:32位微控制器

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品牌:芯海

品类:32位MCU

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品牌:芯海

品类:32位MCU

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品类:32位MCU

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品牌:芯海

品类:MCU

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品牌:芯海

品类:8位MCU

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品牌:芯海

品类:8位RISC MCU

价格:¥2.0000

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品牌:RENESAS

品类:16-BIT MCU

价格:¥5.5190

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品牌:RENESAS

品类:MCU

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品牌:恒烁

品类:MCU

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品牌:Advanced Digital Chips

品类:MCU

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品牌:RENESAS

品类:MCU

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品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

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品牌:Advanced Digital Chips

品类:MCU

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品牌:RENESAS

品类:32-BIT GENERAL MCU

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Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计,协议:Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等,频段范围:400MHz~10600MHz。

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