隨著全球化和城市基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，與我們?nèi)粘Ｉ钕嚓P(guān)的熟悉產(chǎn)品正在不斷發(fā)展，以提供更高的性能、更好的能源效率和緊湊的尺寸。建筑工地或家庭DIY中使用的電動工具需要更小尺寸，同時又要提供更高的扭矩、更快的響應(yīng)速度、更長的電池運(yùn)行時間和更低的功耗。同樣，住房設(shè)備和家用電器（如空調(diào)、吸塵器和吹風(fēng)機(jī)）強(qiáng)調(diào)更安靜的運(yùn)行、更快的轉(zhuǎn)速和緊湊的設(shè)計。

實(shí)現(xiàn)這些創(chuàng)新的關(guān)鍵是電機(jī)控制系統(tǒng)，這是這類產(chǎn)品的核心。瑞薩電子的新型RA2T1微控制器（MCU）直接解決了這些挑戰(zhàn)，尤其是在矢量控制等高級電機(jī)控制技術(shù)中。

在電動工具中，通過120度導(dǎo)通控制等更簡單的方法控制的無刷電機(jī)面臨峰值電流和扭矩波動等問題。通過利用RA2T1的外圍功能過渡到矢量控制有助于克服這些問題。這通過使用單分流電流檢測方法來實(shí)現(xiàn)，該方法利用現(xiàn)有的直流鏈路電流檢測電路，最大限度地減少了對額外元件的需求。具體來說，RA2T1使用GPT定時器提供ADC轉(zhuǎn)換啟動請求鏈接功能，允許通過單分流電阻器進(jìn)行電流檢測。此外，內(nèi)置比較器和端口輸出啟用GPT（POEG）功能，可在異常時快速關(guān)閉PWM輸出，確保系統(tǒng)安全。

圖1：控制框圖示例

對于家用電器中的風(fēng)扇應(yīng)用，安靜運(yùn)行、功耗和高輸出至關(guān)重要。一種有效的方法是實(shí)現(xiàn)矢量控制，該方法利用3/2分流電流檢測方法，該方法使用電機(jī)的3相電流信息。然而，單個ADC模塊通常會按順序轉(zhuǎn)換三個通道，這可能會導(dǎo)致電流測量中的時序差異而影響控制性能。RA2T1 MCU通過集成專用的3通道采樣保持ADC電路解決了這個問題，確保同步電流采樣而不會出現(xiàn)測量差異。這對于超過100,000 RPM轉(zhuǎn)速的高速電機(jī)尤其有益，可以提高電機(jī)的整體性能和運(yùn)行效率。

圖2：具有3分流電流檢測的無傳感器矢量控制示例框圖

RA2T1

RA2T1 MCU搭載64MHz的ArmCortex-M23內(nèi)核（RA2系列中最高頻率）提供支持，專為單電機(jī)控制量身定制。其優(yōu)化的模擬和定時器功能，包括一個具有專用3通道采樣和保持電路的12位ADC、兩個高速比較器以及支持單分流電阻電流檢測的GPT16定時器兼容設(shè)計，簡化了系統(tǒng)設(shè)計并降低了整體元件成本。

圖3：RA2T1框圖

此外，RA2T1提供最小至QFN24（4mmx4mm）的緊湊型封裝選項(xiàng)，可在寬電壓范圍（1.6V至5.5V）內(nèi)工作，并具有高精度內(nèi)部振蕩器（±1.0% HOCO），進(jìn)一步最大限度地減少了外部元件和總體成本。

作為對硬件的補(bǔ)充，RA2T1通過Renesas Motor Workbench（RMW）、電機(jī)控制套件（MCK）、QE for Motor等工具和全面的示例程序提供廣泛的軟件和開發(fā)支持，顯著簡化電機(jī)控制系統(tǒng)的評估和開發(fā)。

有關(guān)更多信息，請?jiān)L問RA2T1產(chǎn)品頁面并下載我們的詳細(xì)白皮書，以獲得更深入的技術(shù)見解。

RA2T1

https://www.renesas.cn/zh/products/ra2t1

Renesas Motor Workbench（RMW）

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/renesas-motor-workbench

電機(jī)控制套件（MCK）

https://www.renesas.cn/zh/design-resources/boards-kits/mck-ra2t1

QE for Motor

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/qe-motor-development-assistance-tool-motor-applications