參考設(shè)計(jì)驗(yàn)證了在SmartFusion智能混合信號(hào)FPGA上實(shí)現(xiàn)的磁場(chǎng)定向控制方案

愛(ài)特公司(Actel Corporation)宣布提供面向馬達(dá)控制應(yīng)用的SmartFusion™智能混合信號(hào)FPGA參考設(shè)計(jì)。這些靠單一SmartFusion器件中實(shí)現(xiàn)的參考設(shè)計(jì)詮釋了使用多種反饋方法的磁場(chǎng)定向控制(FOC)，用于永磁同步馬達(dá)(permanent magnet synchronous motors, PMSM)。SmartFusion器件集成了一個(gè)FPGA、一個(gè)硬核ARM^® Cortex™-M3微控制器和可編程模擬模塊，具有適合馬達(dá)控制應(yīng)用的獨(dú)特性能，可讓設(shè)計(jì)人員優(yōu)化硬件/軟件劃分，實(shí)現(xiàn)較佳的馬達(dá)效率和性能。

參考設(shè)計(jì)展示了單一A2F500器件使用復(fù)雜的FOC算法和充足的FPGA資源及附加定制邏輯的剩余帶寬，同時(shí)控制多達(dá)四個(gè)PMSM軸。設(shè)計(jì)人員現(xiàn)在能夠利用已獲驗(yàn)證的包含源代碼的參考設(shè)計(jì)，加快其產(chǎn)品的上市速度。

參考設(shè)計(jì)套件備有FOC實(shí)現(xiàn)方案的示例，在SmartFusion器件上使用空間矢量脈寬調(diào)制(space vector pulse width modulation, SVPWM)，并使用光編碼器和霍爾效應(yīng)傳感器等多種反饋方法。愛(ài)特公司正在開(kāi)發(fā)一款無(wú)傳感器參考設(shè)計(jì)(使用反電動(dòng)勢(shì)(back-EMF))，在發(fā)布之時(shí)將提供予所有購(gòu)買參考設(shè)計(jì)套件的客戶，而無(wú)需任何附加費(fèi)用。所有設(shè)計(jì)均備有通過(guò)以太網(wǎng)與主機(jī)通信的選項(xiàng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制，并可輕易移植到基于以太網(wǎng)的工業(yè)協(xié)議中。

主要特性

l        完整的C和Verilog語(yǔ)言源代碼

l        扭矩、速度和方向控制

l        3相PMSM的磁場(chǎng)定向控制

l        多軸控制

l        霍爾效應(yīng)、編碼器和無(wú)傳感器反饋

l        使用硬件實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵故障檢測(cè)

l        通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行通信

l        硬件正交編碼器接口(Quadrature encoder inputs, QEI)

l        帶有死區(qū)(dead band)的空間矢量PWM生成

l        硬件/軟件分割實(shí)現(xiàn)較佳效果

l        可編程FPGA實(shí)現(xiàn)靈活性和升級(jí)

l        可編程 ADC實(shí)現(xiàn)靈活觸發(fā)

愛(ài)特公司市場(chǎng)拓展和業(yè)務(wù)發(fā)展副總裁Rich Kapusta稱：“參考設(shè)計(jì)表明SmartFusion器件是令人信服的適合馬達(dá)控制應(yīng)用的合適器件，尤其適用于需要嚴(yán)格的扭矩控制以降低扭矩紋波和實(shí)現(xiàn)高能效等應(yīng)用。此外，SmartFusion器件提供了單芯片解決方案，具有高精度、更低的噪聲、更小的外形和更快的響應(yīng)速度。這些特性是使用AC馬達(dá)、BLDC馬達(dá)或PMSM的工業(yè)驅(qū)動(dòng)、工廠自動(dòng)化、醫(yī)療設(shè)備和軍事應(yīng)用所必需的。”

愛(ài)特公司已與Power and Control Design, Inc.的馬達(dá)控制專家合作，開(kāi)發(fā)馬達(dá)控制參考設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)世界級(jí)馬達(dá)控制產(chǎn)品的演示和工具開(kāi)發(fā)。

Power and Control Design總裁兼首席執(zhí)行官Brad Landseadel稱：“SmartFusion器件是構(gòu)建具備強(qiáng)大功率和靈活性的馬達(dá)控制系統(tǒng)的理想平臺(tái)，這一高成本效益的單芯片解決方案能夠很好地解決馬達(dá)控制應(yīng)用的某些較艱巨難題。愛(ài)特公司提供滿足專用邏輯、緊密耦合、中斷驅(qū)動(dòng)ADC需求的單芯片解決方案，以及強(qiáng)大的32位ARM Cortex-M3來(lái)因應(yīng)需求——所有這些均有益于高性能馬達(dá)控制應(yīng)用。SmartFusion器件可基本上讓工程師開(kāi)發(fā)自己的MCU系統(tǒng)，該MCU系統(tǒng)不僅具有真正的32位高性能硬核處理器，還可提供專為其應(yīng)用而設(shè)計(jì)和優(yōu)化的外圍設(shè)備。”

愛(ài)持公司于2010年9月21-22日在Boston 舉辦的嵌入式系統(tǒng)大會(huì)（ESC）演示和驗(yàn)證了該參考設(shè)計(jì)。

價(jià)格和供貨

客戶可從愛(ài)特公司訂購(gòu)參考設(shè)計(jì)套件(A2F-MOTOR-CONTROL-DESIGNS)，標(biāo)價(jià)為499美元。客戶可以使用或修改這些設(shè)計(jì)，用于自已的系統(tǒng)而無(wú)需附加的授權(quán)費(fèi)用或版稅（royalty fees）。

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關(guān)于愛(ài)特公司

愛(ài)特公司(Actel Corporation) 是低功耗和混合信號(hào)FPGA的領(lǐng)導(dǎo)廠商，提供較全面的系統(tǒng)和功率管理解決方案。該公司于1985年成立，于紐約納斯達(dá)克交易所 (NASDAQ) 上市，代號(hào)ACTL。愛(ài)特公司 在上海、香港、臺(tái)北、東京和首爾設(shè)有辦事處，并在中國(guó)大陸和亞洲主要城市建立了完善的分銷商網(wǎng)絡(luò)。查詢更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)愛(ài)特的網(wǎng)站：www.actel.com.cn。