Микроконтроллеры производства Renesas упрощают схемы управления BLDC-двигателями

Корпорация Renesas расширила семейство энергоэффективных микроконтроллеров RL78 выпуском 20 дополнительных компонентов. Согласно разработчикам, группа многофункциональных микроконтроллеров RL78/G1F обладает улучшенными периферийными функциями и совместимостью с серией RL78/G1x. Новые решения должны упростить схемы управления бесщёточными двигателями постоянного тока (BLDC) без применения датчиков и повысить точность работы при высоких скоростях вращения.

Необходимость в более эффективной работе и уменьшении стоимости различных устройств с двигателями, таких как пылесосы, посудомоечные машины, холодильники, электроинструменты – способствует переходу от применения традиционных двигателей со встроенными датчиками к BLDC-двигателям без датчиков. Микроконтроллеры RL78/G1F включают быстрый 3-фазный таймер и выделенные компараторы, а также операционные усилители для гарантированного высокоскоростного управления без применения датчиков. Периферийные функции, необходимые для управления без датчиков, способствуют исключению до 20 внешних компонентов и сокращению стоимости разработки.

Помимо выходного таймера на базе ШИМ-модуляции, поддерживающего работу на частоте до 64 МГц (макс.), в семействе RL78/G1F предусмотрен дополнительный таймер для управления двигателями, работающей на той же частоте. Сочетая данный таймер с высокоскоростным компаратором, достигается считывание данных о положении как неподвижного, так и вращающегося ротора (при скорости свыше 30 тыс. об./мин) без использования датчика. Это позволяет реализовать сложное управление двигателями при невысоких затратах.

Встроенный усилитель (PGA) обладает высоким уровнем изменения напряжения (3 В/мкс) и переменным коэффициентом усиления (от 4x до 32x), с возможностью изменения программным способом. Это позволяет исключить необходимость использования внешнего усилителя для детектирования напряжения или сверхтока – функций, применяемых в схемах управления BLDC-двигателями. Схема PGA-усилителя предполагает заземление резисторов в цепи входа и обратной связи, что ограждает микроконтроллер от помех большого тока.

Микроконтроллеры RL78/G1F содержат 2-канальный высокоскоростной компаратор с типовым временем отклика, равным 70 нс. Соответственно, исключается применение внешнего компаратора. Один канал может использовать выход PGA-усилителя в качестве входа, позволяя реализовать детектирование сверхтока для инверторных цепей. Надёжное определение условий сверхтока может быть достигнуто за счёт встроенной функциональности (PWMOPA), предполагающей использование выхода компаратора непосредственно для отсечки выходного сигнала в инверторную цепь.

Другой канал компаратора позволяет выбрать любую комбинацию положительного и отрицательного входов (среди 4-ёх доступных) для реализации определения положения ротора в схемах управления BLDC-двигателями. Оба канала компаратора позволяют использовать внешний ввод, внутреннее опорное напряжение или выделенный сигнал с ЦАП в качестве отрицательного входа.

Компоненты RL78/G1F включают 1- или 2-канальный ЦАП, что ранее не применялось в подобных чипах с ёмкостью flash-памяти 64 КБ и менее. Renesas также реализовала поддержку IrDA порта для расширения функциональности микроконтроллеров. Линейка компонентов выпускается в 24-контактных корпусах HWQFN и 36-контактных – WFLGA (4 х 4 мм). Ёмкость памяти составляет 32 либо 64 КБ. Для заказа доступны образцы. Серийное производство запланировано на июль текущего года. Стоимость чипов стартует с $1,10.