この複雑な半導体は 基本的な運動制御を超えて 高度なアルゴリズムを実行できますそして,モーターをベースにしたシステムの操作を緊密に調整負荷と全体的なパフォーマンス優先順位
しかし,これらの複雑なICを設置し,仕様やシミュレーションのみに基づいてシステムの潜在的なパフォーマンスを評価することは困難です.このプロセスは長く高価かもしれません.配備中に不確実性をもたらす可能性があります最良の開発アプローチは,システム設計,レイアウト,ソフトウェア開発を並行して進めるために評価ボードを使用することです.
この記事では,モーション制御ICを使用する際に設計者が直面する課題,およびこれらの課題に対処する評価ボードの役割に焦点を当てています.アナログデバイスから典型的なICと関連評価ボードが導入されましたハードウェアとソフトウェアの不確実性を削減する一方で,早期で現実的な評価を達成することで,製品発売に必要な時間を短縮しました.
モーション制御ICの要件の概要
モーション制御ICは,モーターの巻き込みを動かすMOSFETのようなモーターとその内部電源装置を制御するために必要な知性を提供します.軌道静的および動的動作モードおよび負荷条件下での効率性,および障害,瞬時,および欠陥に対処するために,モーターとMOSFETの両方が注意深く管理する必要があります.
これらの課題に対処するために,ドライバーICのサプライヤーは評価ボードを提供しています.これらの評価ボードは,ハードウェアとソフトウェアの設定,最適化,実際のモーターと実際の負荷条件下で,ループ内のハードウェア (HITL) の試験を実施することによって,性能評価また,ICとその周囲の回路の物理的なレイアウトが,電源配送,寄生効果,入力/出力 (I/O) 接続とフォーマット設計者はこれらの評価ボード (中型ボード,基本ブランチボード (BOB) またはモジュール化ソリューションとして) を使用して異なる設定を評価することができます.構成適用に最も適したソリューションを決定するためのオプション.
モーター制御ICと関連する評価ボード
モーター制御ICの良い例は,アナログデバイスTMC5130シリーズからTMC5130A-TA-Tである.シリアル通信インターフェイスとドライバーを搭載した高性能ステップモーターコントローラで,自動標的位置付けのための柔軟なランプジェネレータが含まれています.
運転手はStealthHopヘリコプターアルゴリズムを採用し ほぼ騒音のない動作,最高効率,最適モータートルクを保証しますTMC5130は,チップ上のドライバーとコントローラシステム (SoC) の統合を通じて,複数のユニークな強化機能を統合しています.例えば,TMC5130のシックスポイントランプジェネレーターは,DcStep,CoolStep,およびStallGuard2機能を使用して,各モーター運動を自動的に最適化します.
設計者がTMC5130を使用し始めるのを助けるため,TMC5130-EVAL (図1) 評価ボードシステムは便利なハードウェアプラットフォームとユーザーフレンドリーな評価ソフトウェアツールを提供します.評価委員会制度は3つの部分からなる.: コンピュータに接続する基板接続ブリッジ (左),複数のテストポイントを含むコネクタボード (中央),TMC5130-EVALボード (右).
アナログデバイスTMC5130-EVAL評価ボード (右) とモーターロード (極右) の画像 (拡大するにはクリック)
図1:TMC5130-EVAL評価ボード (右側) とモーターロード (極右側) は,PC基板 (左側) に接続されたUSBブリッジと試験点 (中央) のコネクタボードで構成されています.(画像源: アナログデバイス)
TMC5130コアに基づくより多くの回路を開発したいデザイナーには,アナログデバイスはTMC5130A-BOB配送板 (図2,上) を提供しています.このボードは,動作に必要な基本的な相互接続を提供し,SPIインターフェースを通じて制御されていますスキマ図 (図2下) は,TMC5130 IC 機能の実装のために提供されている最も単純な回路を示しています.
アナログデバイスTMC5130A-BOBの画像と図面 (拡大するにはクリック)
図2:TMC5130A-BOB (上) は,単一のコネクタではなく端に沿って位置する接続点で,基本的な評価方法を提供します.図面 (下) は,TMC5130 IC の動作に必要な最も単純な回路を示しています(画像源: アナログデバイス)
TMC5240-EVAL評価キットは成熟したTMC5130-EVALプラットフォームの上に構築されており,次世代の電動モーターの評価を簡素化することを目指しています.非破壊電流検出動作制御機能も搭載しています 動作制御機能も搭載されていますより効率的に,スムーズで正確な運動性能を検証する.
先進 な 制御 技術 に よっ て,フィードバック センサー の 必要 が なくなる
矢量制御としても知られるフィールド指向制御 (FOC) は,多くの場合,暗号化器やホール効果センサーなどのフィードバックセンサーの必要性とそれに関連するコストとサイズをなくしますFOCと非FOC技術の主要な妥協点は,FOCは多くの高精度計算と行列操作をリアルタイムで実行する必要があります.
Analog DevicesのTMC4671-LAモーターコントローラICは,FOC向けに特別に設計されており,組み込みアルゴリズムと専用エンジンが搭載されており,必要な複雑な計算を行うことができます.DCのこのサーボコントローラ,ブラシレスDC (BLDC) とステップモーターはFOCによるトルク制御とカスケード制御による速度と位置制御を提供します.
TMC4671-Aは,SPIおよびUARTリンクをサポートし,低端モニタリングマイクロコントローラユニット (MCU) と基本的な通信を行うことができます.すべての制御機能はハードウェアで実装されています.統合ADCを含む選択可能なフィードバックのための位置センサーインターフェース,位置インターポラーなど,幅広いサーボアプリケーションのための完全に機能するサーボコントローラを提供します.
TMC4671-AのTMC4671-EVAL評価ボード (図3) は,この高度な制御システムで必要なFOCパラメータの設定とモーター性能の評価のプロセスを簡素化します.設計者はTMC4671-EVALを接続ブリッジに接続しましたこの設定により,比例積分 (PI) コントロールとフィードバック・スキームを簡単に設定できます.標準位置でのモーター操作をサポートする速度とトルク制御モード