广芯微发布基于UM321xF系列微控制器的工业风机类产品完整解决方案,推进风机产品快速上市

2024-01-25 广芯微电子公众号
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一、前言 

随着中国工业化进程的加快,风机行业成为工业领域的重要设备之一。目前,中国风机行业市场的规模庞大,产品类型多样,市场竞争激烈。近年来,中国风机行业市场规模一直保持着快速增长的趋势。根据中国气动工程学会发布的数据,2024年,中国风机行业市场规模达到了2000亿元,同比增长了10%以上。同时,风机行业产品的质量和技术水平也得到了大幅提升,大部分企业已经能够生产高效节能的产品,满足客户对产品性能的需求。


目前,中国风机行业市场主要分为工业风机和民用风机两大类。工业风机主要应用于煤矿、电力、化工、冶金等行业,用于排风、通风、送风等工艺流程。民用风机主要应用于建筑、家用电器等领域,用于室内通风、排湿等方面。两大类风机市场规模较大,其中工业风机市场规模较大,但民用风机市场增速较快,发展潜力大。

广芯微基于UM321xF系列芯片开发出面向风机应用的参考设计和完整解决方案,并开放源文件及快速的技术服务,确保客户基于广芯微方案进行产品开发可顺利实现量产,以此推进风机产品的快速上市。


二、硬件方案介绍  

硬件版图: 

硬件方案框图:    

  • 外置2级LDO Power电源支持12-48V宽电压输入;

  • 内置1路运放可直接进行单电阻电流采样重构;

  • 内置3路比较器快速直接获取反电势信号或硬件过流保护;

  • PWM支持与比较器的联动,异常情况紧急停机保护机制,有效防止功率元器件损坏;

  • 可搭配3颗N沟道预驱(UM6012)或1颗6N沟道预驱(UM6032),丰富的产品线器件供应选择;

  • 丰富的外设接口(SPI/UART/IIC/CAN),支持多传感器扩展功能;

  • 板极ESD设计可靠度可达8KV以上,得益于广芯微UM321xF芯片优异的ESD性能;

  • 高集成度、高可靠性、低功耗MCU,各功能外设配合检测电路可进行各种失效监测;

  • 扩展了HALL接口电路,可支持有感FOC控制方案;

  • 扩展了反电势检测电路,可支持无感FOC的顺逆风检测;

  • 扩展了PWM/VSP调速功能及FG信号反馈。


三、软件方案介绍  

a)软件架构:

此方案整个软件工程分为应用层、System、Common及电机库。应用层包含系统初始、系统配置、CLI引擎、通用任务、电机控制API、电机任务等。System层包含Startup启动、中断服务、时钟、睡眠与低功耗等。Common层包含消息队列、软定时器、延时/串口输出、实用工具等。电机库包含PID环路、换相函数处理、芯片驱动库等。

b)软件设计框图:

控制器上电后进入系统配置,依次进行IO端口配置,AD转换模块配置,定时器的配置,中断初始化,定时器初始化,保护参数初始化,交互参数初始化,初始化状态检测,使能中断,最后进入主循环(App-Task)执行相应app层事件。


电机控制部分主要在高频中断中执行运算,主要处理FOC运算部分,及位置速度观测器。ADC中断主要处理采样数据,低频中断主要处理速度/功率外环控制部分及故障检测部分。

电机控制算法采用单/双电阻无感FOC的电流转速双闭环控制系统,可在配置文件中选择有感/无感/单电阻电流重构/双电阻电流重构等组合方案,方案框图如下所示:    

c)电机算法库概要:

四、功能参数及测试波形  

功能参数:    

  • 支持单/双电阻无/有感FOC控制方案

  • 输入电压:DC 12-48V

  • 额定功率:<500W

  • 防电源反接电路设计

  • 支持PWM调速及FG信号反馈

  • 顺逆风启停

  • 硬件过流,欠过压,欠过温,限/过流,堵转等全功能保护


测试波形:

五、解决方案优势

  • 低功耗技术指标

    • 1.1μA@3.0V DeepSleep+RTC模式,RCL运行,IO、SRAM以及寄存器数据保持 

    • 0.44μA @3.0V Stop模式,所有时钟停止,IO、SRAM以及寄存器数据保持 

    • 123μA/MHz @3.0V @48MHz Active模式

    • 3.7μs快速睡眠唤醒系统

  • 高可靠性,将EMC及ESD性能作为基础要求融入芯片定义,在设计阶段进行针对性优化,并结合板级设计通过了目前所有电控项目的ESD及EMC测试;

  • 高集成度,内部集成3路比较器,1路运放,硬件加速器,减少外围电路及布板空间;

  • 分层设计的软件架构,丰富且成熟的电机算法库,降低开发设计难度及技术门槛。

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
现货商城,价格查询,交期查询,订货,现货采购,在线购买,样品申请渠道:世强硬创平台电子商城www.sekorm.com/supply/
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厂牌及品类    发布时间 : 2024-08-08

APM32全系列MCU产品及典型应用介绍

型号- APM32F465RET6,APM32F030,APM32F051K6T6,APM32F1,APM32F405RGT6,APM32F003F6P7,APM32F103VET6,APM32F417系列,APM32E103,APM32F051C6T6,APM32F0,APM32F103RCT6,APM32F103RCT7,APM32E103RCT6,APM32F105RCT6,APM32E103VET6,APM32F035,APM32F407RGT6,APM32F030RCT6,APM32F091RCT6,APM32E103CET6,AGW32F103T4T6S,APM32F407VET6,APM32A407ZGT7,APM32A091RCT7,APM32F003F4U6,APM32F411VET6,APM32F051C6U6,APM32A407系列,APM32F103TBU6,APM32F107RBT6,APM32F003系列,APM32F105系列,APM32F1系列,APM32F051R8T6,APM32F417ZGT6,APM32F411CET6,APM32F405ZGT6,APM32F051K6U6,APM32F系列,APM32F091VBT6,APM32F030C8T6,APM32F091CBT6,AGM32F103T4T6S,APM32F103C8T6,APM32F411,GW3323HGU6,APM32F030K8T6,APM32F103RBT6,APM32F051CBU6,APM32A407,APM32F417,APM32F091CBU6,APM32F411RET6,APM32F407ZET6,APM32F072VBT6,GW3323系列,APM32F091CCU6,APM32E103CEU6,APM32F072R8T6,APM32F003F4M6,APM32F107RCT6,APM32F072CBT6,APM32F407IGT6,APM32E103系列,APM32F003,APM32A103VET7,APM32F407系列,APM32F072CBT7,APM32F105RBT6,APM32F051系列,APM32A,APM32F407,APM32F405,APM32F091,APM32E,APM32F,APW32F103T4T6S,APM32F405VGT6,APM32F035C8T7,APM32F411系列,APM32F091VCT6,APM32E103CCT6,APM32F072,APM32F091CCT6,APM32F103CCT6,APM32F051K8T6,APM32E103VCT6,APM32F035系列,APM32F09TVBT6,APM32F072CBU6,APM32F051C8T6,APM32E103ZET6,APM32F103VCT6,APM32F103ZET6,APM32F107VBT6,APM32A407VGT7,APM32A103,APM32F407RET6,APM32F407VGT6,APM32F003F6U7,GW3323,APM32F417IGT6,APM32F465系列,APM32F03OK6T6,APM32F103T8U6,APM32F051K8U6,APM32F051C8U6,APM32F107,APM32F105,APM32F465,APM32F105VCT6,APM32F103,APM32F417VGT6,APM32F051R6T6,APM32F103RET6,APM32F107系列,APM32F003F4P6,APM32F465CEU6,APM32F035K8T7,APM32F465VET6,APM32F103系列,APM32F030CCT6,APM32F030C6T6,APM32F103R8T6,APM32E1032ET6,APM32F051,APM32F103CBT6,APM32F030R8T6,APM32F030系列,APM32F030K6T6,APM32F103VBT6,APM32F030K6T7,APM32F072C8T6,APM32F107VCT6,APM32F103T4T6S,APM32A103CBT7,APM32F411CEU6,APM32F091RBT6,APM32A103系列,APM32F407ZGT6,APM32F072RBT6,APM32F003F6M6,APM32F072RBT7,APM32F407IGH6,APM32E103CCU6,APM32A103RET7,APM32F105VBT6,APM32F030K6U6,APM32F405系列,APM32E103RET6,APM32F072系列,APM32F072C8U6,APM32F091系列,APM32F0系列,APM32F072V8T6,APM32A系列,APM32E系列

商品及供应商介绍  -  极海半导体  - Jan-2024 PDF 中文 下载 查看更多版本

UM3241F 高性能低功耗32位微控制器数据手册

型号- UM3241F-VCT6,UM3241F 系列,UM3241F-VET6,UM3241F-REA6,UM3241F-RCA6,UM3241F-REU6,UM3241F-RCT6,UM3241F-RCU6,UM3241F,UM3241F-MET6,UM3241F-RET6,UM3241F-MCT6,UM3241F-CCU6,UM3241F-CCT6,UM3241F-CEU6,UM3241F-CET6

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