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ST7MC单片机在三相交/直流无刷电机控制中的应用

意法半导体2004年5月20日在线座谈


ST公司的ST7MC内核和外设是基于8位工业标准单片机的体系结构,专门为控制三相交/直流无刷电机和压缩机而设计。单片机内置一个专用的电机控制宏单元,以确保对直流无刷及感应式电机以及其它类型的电机和压缩机进行最优化控制。与其它基于微处理器的方法和数字信号处理器相比,ST7MC产品系列及内置增强型电机的控制单元具有更大的优势。其成本优势包括:降低处理器成本,减少外围元器件数量,优化系统成本;缩小印刷电路板尺寸;优化系统伸缩性和大幅度缩短产品化周期。除了成本优势外,ST7MC产品系列仍全面保持了电机的控制性能和系统效率,适用于当前几乎所有类型的电机、压缩机及各种控制结构。正因为ST7MC有许多优点,因此广泛应用在家电产品如空调机、洗衣机、洗碗机泵、食品加工机、冰箱、吸尘器、油烟机;汽车电子如燃油泵、水泵、冷却风扇、内部风机以及工业方面如电动车、加热通风空调的激励器和风扇、水泵、吹风机、办公自动化、ATM、辅助医疗设备、中低端工业驱动器等。

这次在线座谈,将由ST公司的专家重点介绍ST7MC产品性能,电机基本原理及控制理论,ST7MC在直流无刷电机控制中的应用,ST7MC的优点和在其他类型电机控制中的应用以及ST7MC开发工具及技术支持。


精彩问答

问:ST7MC如何仿真调试?

答:ST提供starter kit 和仿真器作为仿真调试手段。

问:ST7MC的双向驱动能力有多大?是否能直接驱动IGBT?

答:不能直接驱动IGBT。需要IBGT DRVIER -- L6386 或 L6387。

问:能否详细介绍ST7MC中对马达保护功能?有哪几种保护功能?

答:有过流,过压,短路等保护,具体要看驱动电路的设计,请参考DATA SHEET。

问:ST7MC编程语言有几种?

答:汇编和C语言2种

问:关于ST7mc的资料在哪儿可以下载?有无驱动交流电机的典型电路?最大驱动功率为多少?报价为多少?

答:1.资料可以从www.stmcu.com下载

2. IPM 和IGBT作为驱动前路

3.最大驱动功率取决于你的驱动器件的功率

4.报价在3-6美金之间

问:请比较ST7MC与其他控制方法的优势(比如PLC、变频器)?

答:1. ST7MC与PLC及变频器没有可比性,因为前者是MCU, 而后者是系统产品;

2. ST7MC的优势在于:同时适用于AC及DC变频,且把许多外围器件都集成到了芯片内部,大大简化了系统的设计。

问:1 如果BLDC没有位置传感器,ST7MC是否可以使用?

2 PWM波形生成器是由MCU内部硬件完成,还是由软件来完成?

3 在中国市场有许多马达控制MCU,日系的占有很大的市场份额,ST7MC的价格跟其他的MCU相比,有优势么?

4 如何联系您们?或者代理商?

答:1.可以

2.PWM由MCU内部硬件实现,由内部寄存器控制。

3.ST7MC是FLASH,性价比高,内部集成度高,系统成本低,芯片设计灵活,型号多,汽车级应用。

4.JohnsonCAO -- johnson.cao@st.com

问:利用ST7MC,对于无位置传感器无刷电机在额定负载下可以直接启动吗?启动时需要多长周期才能确定转子位置?

答:对于直流无刷电机,可以直接启动。转子位置的确定需要由反电动势来决定,也就是当电机达到一定转速是,能检测到反电动势。这个时间的长短由启动加速时间决定。 问:如何实现三相交流电机的矢量控制?

答:关于三相交流电机的矢量控制的问题,由于其需要大量的矢量计算一般都用DSP实现,而ST7MC是是8 bit MCU,因此我们的方案是SPWM及SLIP控制而非矢量控制。

问:ST7MC是否包括了IGBT的触发控制电路?如何进行隔离?需要光隔离器吗?

答:ST7MC可以输出6路IGBT控制信号,通过外部IGBT驱动芯片控制6个IGBT。可以用外部光耦隔离,ST7MC可直接驱动光耦器件。

问:传感器模式和无传感器模式在测量上和控制上有何不同?

答:无传感器模式需要通过反电动势进行位置检测。我们单片机内置这个处理单元。

传感器模式通过传感器进行位置检测。

详情清参考我们的网站:www.stmcu.com。

问:1.ST7MC单片机所控制的无刷电机,对电机有什么要求?

2.ST7MC单片机能够控制电机多大的速度范围?在不同 的负载下,在不同的电压波动下,能够保证电机的转动速 度的稳定精度是多少?

3.采用ST7MC单片机,它的硬件与软件的设计周期能否 加快,其优点在哪里?

4.如何了解更多的相关资料?

答:1.三相交流感应式电机或直流永磁无刷电机。

2.电机的速度范围由电机特性而定。 3.利用便利的ST7MC实用开发工具和ST7MC电机控制C语言库,可以加快设计周期。

4.http://www.stmcu.com

问:请问对于无位置传感器的直流无刷电机的控制方面,ST7MC有什么优势或更加便利的地方。比如对于外部中断沿的捕捉能够同时捕捉升降两个沿的外部中断口有几个?还有外部中断口是否可以直接和PWM输出端口相关联,且可以设置防止直通的死区时间?这些设置是否需要用到定时器,若用到的话,还剩几个?

答:1.外部中断口都能同时捕捉升降沿,至于有多少个口,请 看 datasheet。因为它有6种封装。

2.ST7mc专门有一个故障输入口,可以直接和PWM输出 端 口相关联。

3.可以设置防止直通的死区时间,这些设置用到的定时 器是马达控制摸块专用的,并不占用通用定时器。

问:ST7MC单片机如何控制两台直流无刷电机?该两台直流无刷电机要求可逆运行。

答:可以用两片ST7MC单片机控制,单片机之间用SCI通讯。

问:ST7MC是专门用于电机控制设计的单片机吗?是否还有其他用途?

答:ST7MC是专门为三相无刷电机控制而设计,内部有一个专用马达控制单元。除此之外,ST7MC还可以实现8位通用单片机的基本功能。

         
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