飞兆半导体高效无刷直流电机控制设计方案

【方案介绍】

电机控制应用设计人员目前正在从传统的通用或交流电机设计转换到更为成熟的无刷直流（BLDC）电机或永磁同步电机（PMSM）设计。 然而，如果设计人员不能有效获得高级、复杂的电机控制算法，不管选择哪一种方法都具有挑战性。 这可能会导致巨大的研发资源支出及更长的设计时间。

为帮助设计人员应对这些成本和软件负担，飞兆半导体公司开发了FCM8531 模拟及数字集成式电机控制器。 FCM8531 是一款定制的可配置解决方案，配有帮助电机控制设计人员缩短上市时间且最小化软件设计工作的用户指南、参考设计和评测板。

【系统方块图】

FCM8531集成了先进马达控制器（AMC）和一个51兼容的MCU，其中AMC为一个基于硬件的马达控制器加一个可配置为数种专用马达控制算法的可配置处理内核组成，用于实现马达控制，而MCU部分实现流程控制和通信接口的功能，向AMC提供马达控制指令，执行马达控制动作，并且管理外部通信接口。

该架构的优势在于：最少的软件工作，由于飞兆在AMC的软件库中配置和存储了大量软件库，AMC可执行FOC和DQ控制等算法，MCU仅需简单的系统控制软件编程；可靠性高，AMC和MCU独立工作，避免系统中断；性能稳健，AMC内置硬件实时保护功能，可实时检测PWM信号，并可在微秒内关断PWM信号防止系统损坏； AMC 能够适用各种电机设计，使用可配置和存储的飞兆半导体库执行功能强大的算法，如正弦波控制、磁场定向控制（FOC）及直接正交（DQ）控制}，以提供高性能电机控制功能。与 AMC 配对使用的 MCU 接口使用户能轻易改变寄存器的值，满足不同电机操作流程及特点的要求。

【规格说明】

飞兆半导体还为电机控制开发配备了易于使用的开发工具——电机控制开发系统（MCDS），由一个集成开发环境（IDE）和一个允许工程师配置 AMC 并为 MCU 开发代码的 MCDS 编程工具组成。 该系统与处理核心一起提供一个集成式软件工程平台，有利于快速开发电机控制程序。 MCDS-IDE 易于使用并完善了设计目标时间表。当与 MCDS 编程工具套件一起使用时，可快速完成代码编程，从而可实时调整电机运行信号。

飞兆为可配置的AMC部分提供了针对不同应用而设计的软件库，供用户轻松实现产品设计，目前可提供的软件库包括速度积分、滑动模式和霍尔接口，可覆盖80%的市场应用，所以FCM8531除了可以应用于家用电器中的小电机控制也可以用于大电流的工业电机控制之中。 
 

【方案特色】

单芯片设计中的并行处理器

FCM8531是一款三相混合 BLDC/PMSM 控制器，具有两个并行处理器 - 一个先进的电机控制器(AMC)和一个嵌入式微控制器(MCU)。该产品针对复杂的电机控制应用，提供了一个完整的单芯片解决方案。 这两个核心处理器独立工作，但通过有助于避免系统挂机并增强硬件保护的内部通信接口协作进行数据交换。FCM8531通过其集成式硬件控制器和 MCU 接口管理功能最大限度地减少软件负担，并实现了更高效且快速的负载响应电机系统。

实现简化功能的定制设计

AMC 能够适用各种电机设计，使用可配置和存储的飞兆半导体库执行功能强大的算法，如正弦波控制、磁场定向控制(FOC)及直接正交(DQ)控制}，以提供高性能电机控制功能。 与 AMC 配对使用的 MCU 接口使用户能轻易改变寄存器的值，满足不同电机操作流程及特点的要求。 该器件非常适合于解决无速度传感器风扇应用中的启动抖动，以及各种风扇和泵应用中的噪音和低效率问题。FCM8531具有多种硬件保护功能，如过压保护和过流保护。其设计考虑及提供对所有故障模式的快速响应，同时嵌入式 MCU 可轻易地实现额外功能。

易于使用的开发工具

飞兆半导体的电机控制开发系统(MCDS)由一个集成开发环境(IDE)和一个允许工程师配置 AMC 并为 MCU 开发代码的 MCDS 编程工具组成。 该系统与处理核心一起提供一个集成式软件工程平台，有利于快速开发电机控制程序。 MCDS-IDE 易于使用并完善了设计目标时间表。当与 MCDS 编程工具套件一起使用时，可快速完成代码编程，从而可实时调整电机运行信号。

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