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上海芯旺微电子技术有限公司Professional Industry & Automotive Grade MCU

ChipON工业级MCU在电机控制中应用与创新


公司概况

电机控制Roadmap

适合方波控制MCU

适合180°控制MCU

MCU系列封装

量产成熟方案

易用开发套件

议题


公司概况

上海芯旺微电子技术有限公司（ChipON Micro）总部位于上海浦东张江高科技园，专注于工业级&汽车级8位MCU、32位MCU/DSC以及高性能模拟类芯片的设计与开发，公司成立于2005年，现有员工80人，技术研发占70%。

ChipON自主的KungFu架构基于多年的研究和积累，系一种高效的通用处理器平台，可提供完整的开发环境(IDE) 、ANSI C99标准的C编译器、仿真器和编程器。 ChipON工业&汽车级KungFu8系列8位Flash MCU基于产品的超低功耗、高抗干扰能力、内嵌可擦写100万次EE、丰富的模拟外设、宽工作电压和宽工作温度范围等特点，可广泛应用于安防、汽车电子、电机控制、脉冲点火、LED照明调光、数字电源、电动工具、电容触摸按键和家用电器等行业。

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180°Control Hall Sensor

4

Roadmap

2010 2011 2012 2014 2015 2016

Available

120°Control Hall Sensor

120°Control Sensorless

Developing180°ControlSensorless

PreDriver

Sensor/Sensorless

2013


适合方波控制MCU-KF8S110X

型号 FLASH RAM BLOCK EEPROM

最高内部晶振封装属性

KF8S1100 4KX16位 256B 256B 20M SO-28/TSSOP

120° Hall Sensor/Sensorless

KF8S1100-A 4KX16位 256B 256B 20M QFN-24 120° Sensorless

KF8S1100-B 4KX16位 256B 256B 20M QFN-24 120° Hall Sensor

KF8S1101 4KX16位 256B 256B 20M QFP-44 120° Hall Sensor/Sensorless


市电应用

风机：无叶风扇、节能风扇、吊扇、排气扇家电：智能型抽油烟机、豆浆机、搅拌机、料理机

电池应用

电动自行车电动工具：电钻、电动起子模型电子调速器：车模，航模、船模

目标市场


KF8S110X MCU 芯片资源

2个8位定时器/计数器T0/T2

1路10位增强型PWM模块

1个16位定时器/计数器T1

2路8位PWM模块

1个运算放大器 1路无霍尔阵列检测模块

1个11路10位ADC 看门狗/低电压检测模块

KF8S110XMCU

ROM

RAMOP

WDT

中断

无霍尔阵列

系统时钟

CMP

BlockEE

Timer

ADC

PWM

P0 P2P1 P4P3

VDD VSS

RO-R7

KF8S110X-MCU结构和资源介绍


死区延时

带死区延时三相PWM

增强型PWM


内置无Hall检测阵列

反电动势过零比较


内置比较器电流过流保护

自动关断和自动重启功能


电流采样

内置运算放大器


工业级MCU

高可靠性、抗干扰能力强、I/O可承受8KV ESD和4.2KV EFT

内置带死区控制的三相PWM输出模块，同步整流

内置无Hall检测阵列

自动关断和自动重启功能

内置运算放大器，输出直接连接到ADC

内置多路比较器

内置无霍尔零启动单元,启动噪声小

可触发ADC事件，PWM中间点采样电流

KF8S110X-方波控制方案


堵转保护功能

相线短路保护功能

峰值电流保护功能

均值电流保护功能

硬件比较器过流保护

过压保护功能

欠压保护功能

过热保护功能

电机控制方案保护功能


应用电路-Hall Sensor


应用电路-Sensorless


应用电路-EBM


电动车控制器SOC方案


180°控制方案MCU-KF8F4158

型号 FLASH RAM DATA EEPROM

最高内部晶振

封装属性

KF8F4158QP 8KX16位 1040B 128B 32M QFP-32 180° Hall Sensor/Sensorless

KF8F4158TN 8KX16位 1040B 128B 32M TSSOP-28180° Hall

Sensor/Sensorless

KF8F4158UN 8KX16位 1040B 128B 32M uQFN-28180° Hall

Sensor/Sensorless


高达64M的主频

8K X 16bit FLASH，1K RAM

内置128X8bit DATA EEPROM

1个4路正向输入可选、可校正的运算放大器

内置比较器，实现自动关断和自动重启功能

灵活的16位捕捉比较 PWM5模块

PWM周期可多点触发ADC，采样电流

多通道12位ADC，带自动扫描功能，转换速400KSPS

内置16bitX16bit硬件乘法加速器

16bit/8bit硬件除法加速器

具有二级中断

KF8F4158 MCU 特性


PWM5原理框图

CCP模块

捕捉比较16bit

PWM5

16bit PWM5

通道1

单输出

半桥输出

全桥输出

通道2

单输出

半桥输出

通道3

单输出

半桥输出


中心对齐PWM信号

三通道PWM模块可产生中心对齐

PWM信号


具有6个带死区控制的输出端口

中心对齐/边沿对齐PWM输出模式

高精度，最大分辨率为16位

端口输出极性可选

PWM触发AD可选

PWM具有异常自动关断功能

PWM5功能介绍


KF8F4158-MCU模拟电路

内置1路可校正的运算放大器

内置2路带数字滤波的模拟比较器


MCU系列封装

针对不同应用产品，提供不同封装型号MCU，QFN24/uQFN28适用于空间受限的应用。


料理机应用料理机

成熟方案


EBM

冷却风扇

成熟方案


电动车控制器

成熟方案


风扇

成熟方案


目标板

集成开发环境IDE

ChipON 仿真器

ChipON PRO 编程器

KF8S1101开发板

易用开发套件


compare

基于Eclipse的开发平台提供强大的编辑器提供多项目管理功能提供强大的搜索功能提供自定义窗口功能提供历史文件比较功能提供强大的重构功能。。。

DEBUG

ChipON IDE

ChipON IDE，易用，方便，全面！


ChipON 仿真与烧录

脱机编程

ChipON 仿真器 +脱机烧录量产编程器


简单易用，提供完整的样例程序

支持有霍尔模式/无霍尔模式

平稳的无霍尔启动算法

PI恒流控制

详尽完善的方案保护功能

改进的控制算法，电机适应性广

针对不同电机参数，只需在头文件中改宏定义参数

提供硬件参考电路，结合样例程序，用户针对具体应用开发周期短

开发板

KF8S1101开发板，简单易学！


工作电压：DC24V/12V

电机类型：三相星型连接BLDC

方向：六步控制

转子侦测：Hall Sensor/Sensorless

驱动电路：Gate Driver&MOS（双极性：bipolar）

转速：PWM调制

RUN/STOP：按键控制

调速：ADC(电位器)

转向：跳线帽选择正反转

状态：LED灯指示

堵转保护

峰值电流保护

均值电流保护

相线短路保护

硬件比较器过流保护

电机驱动

保护功能

人机界面

开发板功能


有霍尔模式、无霍尔模式选择

样例程序中在子函数“void InitSystem(void)”里通

过检测按键是否长按来选择有霍尔模式或者无霍尔模式，

实际应用中只需把变量直接赋给所需的值即可实现模式选

择。

fGlobe_SensorlessStatus = 1; //无霍尔模式

fGlobe_SensorlessStatus = 0; //有霍尔模式

参数配置


电机正反转模式选择

样例程序中在子函数“void FWDREV_Function(void)”里

通过检测“FWD_REV”IO口是高电平还是低判断来调节电机

转向，实现顺时针或者逆时针旋转。实际应用中只需把变量直

接赋给所需的值即可实现电机旋转方向的选择。

SYFwd_Rev = 0; //电机正向选择

SYFwd_Rev = 1; //电机反向选择

参数配置


不同类型电机参数修改

实际应用中会涉及到不同参数的BLDC电机，只需根据电机参数修改“system.h”里的宏

定义即可。

/*电流参数*/

#define SENSOR_RES 0.05 //电流传感器阻值 ohm

#define CURRENT_AMP 6.5 //电流放大器放大倍数

#define LIMITCURERNT_REALY 1.5 // 均值电流限制值A

#define BLOCKING _CURRENT_START_A 0.885 //堵转判断电流值A

#define RECTIFY_CURRENT_START_A 0.45 //同步整流开始值A

#define PEAK_CURRENT_LIM_A 4 //峰值电流限制值A

参数配置


不同类型电机参数修改

/*电机堵转时间,20ms周期*/

#define BROCKTIME 70 //堵转计数器 70*20ms = 1.4s

#define SENSORLESSBROCKTIME 50 //堵转计数器50*20ms = 1.0s

/*旋钮转速调节范围参数定义*

#define Knob_LIMIT 0xF0 //极限值4.7v

#define Knob_BASE 0x0F //旋钮开启值0.294

参数配置


销售联系资源:[email protected]

TEL:0755-82970276

技术支持资源:[email protected]

TEL:021-50275927

或登录公司网站: www.chipon-ic.com

设计和销售支持


谢谢！

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