TMC4671基于硬件FOC伺服控制芯片适应BLDC／PMSM、两相步进、直流有刷、音圈电机
发布日期:2023-08-22
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TMC4671是一款完全集成伺服控制芯片，为直流无刷电机、永磁同步电机、2相步进电机、直流有刷电机和音圈电机提供磁场定向控制。
所有的控制功能都被集成在硬件上。集成了ADCs、位置传感器接口、位置差值器，该款功能齐全的伺服控制器，适用于各种伺服应用。
功能简介：
· 伺服控制芯片、空间磁场矢量控制(FOC)
· 转矩控制(FOC) 、速度控制、位置控制
· 前馈控制输入
· 集成ADCs、前端△∑ADCs
· 编码器引擎：模拟和数字霍尔、模拟和数字编码器
· 支持三相直流无刷伺服和永磁同步伺服电机、2相步进伺服电机、直流有刷和音圈电机
· 先进的PWM引擎(25KHz…100KHz)
· 应用程序SPI+调试(UART、SPI)
· 脉冲/方向接口
Hardware FOC Block Diagram
性能描述：
● 带有磁场矢量控制(FOC) 的伺服控制芯片
· 转矩控制模式
· 速度控制模式
· 位置控制模式
· 电流控制刷新频率和最大的PWM频率为100KHz (速度和位置控制的刷新频率可以根据当前电流刷新频率的倍数配置)
● 控制功能/ PI控制器
· 中期结果的输入和输出可编程斩波
· 以积分电路结尾保护所有控制
· 可编程的电压循环向导限制器
· 目标值的前馈补偿和前馈摩擦补偿
· 高级前馈控制结构，实现最佳轨迹跟踪性能
· 扩展的中断请求掩蔽选项和限制器状态寄存器
· 具有霍尔传感器或/和最小移动的高级编码器初始化算法
● 运动控制和坡形控制
· 控制结构的梯形速度斜坡
· 脉冲/方向接口方便定位
● 支持的电机种类
· FOC3：三相永磁同步伺服电机(PMSM)
· FOC2: 两相步进电机
· DC1: 直流有刷电机或直线的音圈电机
● 具有偏移校正和缩放功能的ADC引擎
· 集成△∑ADCs用于电流检测电压，电机电源电压，模拟编码器
· 集成△∑接口用于外部△∑调节
● 位置反馈
· 开环位置发生器(可编程的PRM,RPM/S) 用于初始化配置
· 数字增量编码器(ABN,ABZ 高达5MHz)
· 第二路数字量编码器输入(双反馈)
· 数字霍尔输入接口带有临时位置插补功能 (H1, H2, H3 resp. HU, HV , HW)
· 模拟量编码器/模拟量霍尔输入接口 (SinCos (0°, 90°) or 0°, 120°, 240°)
· 多圈位置计数器(32位)
· 目标位置、速度和目标转矩滤波(双阶)
● PWM包括SVPWM
· 可编程的PWM频率范围从20KHz-100KHzn
· 可编程的BBM(Brake-Before-Make)时间(偏低，偏高) 0 ns . . . 2.5_s在10ns步骤内和栅极
● 驱动输入信号
· PWM自动调整，用于运动期间改变PWM频率
● SPI通讯接口
· 40位数据长度(1个ReadWrite位+7个地址位+32个数据位)
· 立即SPI读取响应(通过单个数据报进行寄存器读取访问)
· SPI时钟频率高达1 MHz(未来版本为8 MHz)
● TRINAMIC实时监控接口(SPI Master)
· 通过TRINAMIC的实时监控系统实现实时数据高频采样
· 需要PCB上的单个10针高密度连接器
· 高级控制器通过频率响应识别和高级自动调谐支持使用TRINAMIC IDE调整
● UART调试接口
· 3引脚 (GND, RxD, TxD) 3.3V UART接口(1N8; 9600 (default), 115200, 921600, or 3M bps)
· 简易寄存器访问并行于嵌入式用户应用程序接口(SPI)
● 供电电压：5V和3.3V;1.8V的VCC_CORE由内部产生
● IO电压：3.3V用于所有的数字I/O(可由VCCIO选择提供) ；5V插分模拟量输入范围，3V为单端 输入范围
● 时钟频率：25MHz(需要外部振荡器)
● 封装：QFN76
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