在當(dāng)今這個(gè)追求效率、倡導(dǎo)節(jié)能環(huán)保的時(shí)勢(shì)下，高性能的電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)憑借其強(qiáng)勁的功率輸出和精細(xì)的操控能力，已逐漸成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備中不可或缺的核心組件。基于此需求，瑞薩推出了10.5kW大功率電機(jī)控制解決方案，該方案是一款完整的大功率同步/BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)參考設(shè)計(jì)，不僅能夠提供強(qiáng)大的動(dòng)力輸出，還能確保高效穩(wěn)定的運(yùn)行。

10.5kW大功率電機(jī)控制解決方案系統(tǒng)框圖

主要器件介紹

該解決方案采用高性能RA6T2 MCU，用于處理電機(jī)控制和電源PFC調(diào)節(jié)。RA6T2 MCU基于Arm Cortex-M33內(nèi)核設(shè)計(jì)，集成了TFU（三角函數(shù)單元）和IIRFA（IIR濾波器加速器）兩個(gè)硬件加速器，以及240MHz的主頻，可以助力實(shí)現(xiàn)新一代電機(jī)控制所需的高實(shí)時(shí)性能。除此之外，RA6T2還提供48引腳、64引腳和100引腳LQFP封裝三種選擇，能夠滿(mǎn)足不同的設(shè)計(jì)需求。

借助RA6T2 MCU的性能，該方案允許開(kāi)發(fā)者自行選擇通過(guò)隔離式的RS-485或CAN接口與外部控制單元連接，為設(shè)計(jì)提供了靈活性。這兩種接口都具有出色的抗干擾能力和遠(yuǎn)距離傳輸能力，使系統(tǒng)能夠在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)高效的電機(jī)控制，瑞薩選用了內(nèi)置快恢復(fù)二極管（FRD）的IGBT，RBN25H125S1FPQ-A0，它支持最高1250V的電壓和25A的電流，并采用經(jīng)典的TO-247A封裝。在柵極驅(qū)動(dòng)部分，方案采用RV1S9231A光電耦合器。這款光耦在其單芯片結(jié)構(gòu)的輸入側(cè)整合了一個(gè)AlGaAs LED，在輸出側(cè)則集成了光電二極管、精細(xì)的信號(hào)處理電路和電源MOSFET，具有高共模瞬態(tài)抗干擾能力（CMR）和高開(kāi)關(guān)速度。

此外，系統(tǒng)還集成了PS8352AL2光耦合器，具有高共模瞬態(tài)抑制（CMTI）和高線(xiàn)性度（非線(xiàn)性），專(zhuān)為電流和電壓傳感而設(shè)計(jì)。這些器件的出色性能有效防止了電氣噪聲和干擾，確保電機(jī)控制在隔離環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

在電源供應(yīng)部分，瑞薩采用反激式和正激式控制器RAA223181與非隔離式AC/DC降壓轉(zhuǎn)換器RAA223021。其中，RAA223181內(nèi)置900V MOSFET，專(zhuān)為高輸入電壓和高可靠性應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

作為一個(gè)帶有單線(xiàn)控制功能的完整系統(tǒng)，本方案可擴(kuò)展到用于預(yù)測(cè)性維護(hù)的eAI功能，從而大大提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。未來(lái)，瑞薩將繼續(xù)秉承創(chuàng)新精神，為各個(gè)領(lǐng)域帶來(lái)更多高效、可靠的解決方案，助力邁向高效能動(dòng)力的新時(shí)代。



審核編輯：劉清