[发明专利]一种用于电机控制的微控制器

说明书

本发明公开一种用于电机控制的微控制器，其特征在于，包括：一处理器，一存储单元、一时钟生成单元、一数学协处理器、一可编程模拟放大器、一模数转换器、电机控制单元、一比较器单元以及总线单元，该处理器、存储单元、时钟生成单元、数学协处理器、可编程模拟放大器、模数转换器、电机控制单元以及该比较器单元均通过该总线单元连接。

技术领域

本发明涉及一种电机控制技术领域，尤其涉及一种用于电机方波控制的微控制器。

背景技术

近些年来永磁同步电机(PMSM)与无刷直流电机(BLDC)广泛应用于工业系统、电动车、无人机、空调、风机等各种领域，而在该类电机的控制系统中其主控芯片主要有DSP、FPGA、MCU、ASIC四类。由于MCU芯片具有软件可编程、开发容易、控制灵活、成本低等优点，因此被广泛应用于PMSM与BLDC的控制系统中。根据调查数据显示，2013年全球电机控制MCU芯片的市场规模达到100亿美元，预计今后2年还会以10％的速度增长。根据应用领域不同，BLDC基于MCU芯片的控制方案有方波控制方案与磁场定向(FOC)算法控制方案，不同的控制方案所需要的芯片资源有所不同。PMSM的控制方案主要采用的是磁场定向控制(FOC)算法。

在目前的电机控制领域，用户在电机控制系统中所选用的MCU、DSP等主控芯片主要由国外各大半导体厂商提供。这些半导体厂商提供的芯片不仅可以应用在电机控制领域，还可以用在家用电器、电表、LED控制等各领域，由于应用领域的广泛导致芯片内部的资源过于丰富，芯片成本增加。并且这些半导体厂商提供的芯片没有针对电机控制的应用做特定的优化，用户使用起来不方便。

有鉴于此，现有技术亟需要一种针对电机控制的高精度、多任务的微控制器。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明提供一种针对电机控制的高精度、多任务以及高实时性的微控制器。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于电机控制的微控制器，其特征在于，包括：一处理器，一存储单元、一时钟生成单元、一数学协处理器、一可编程模拟放大器、一模数转换器、电机控制单元、一模拟比较器单元以及总线单元，该处理器、存储单元、时钟生成单元、数学协处理器、可编程模拟放大器、模数转换器、电机控制单元以及该模拟比较器单元均通过该总线单元连接。

更进一步地，该数学协处理器用于执行除法运算，该数学协处理器包括一除法器运算模块，该除法器运算模块的时钟频率是该处理器的时钟频率的2倍。

更进一步地，该模拟比较器单元包括三个比较器，所述三个比较器的输入输出响应时间小于100ns。模拟比较器单元的输入与该电机的三相线圈连接，该模拟比较器的输出与所述电机控制单元的不互补的3路PWM波同步。

更进一步地，在PWM波的高电平或高电平的中点处，模拟比较器单元的输出结果有效。

更进一步地，该可编程模拟放大器用于对该电机的三相逆变桥中对地的母线小信号电压进行放大，该放大后的母线小信号电压经该比较器单元比较后实现过流检测。

更进一步地，该总线单元包括一高速总线以及一低速总线，该高速总线与低速总线通过一桥接器连接。

更进一步地，该处理器、存储单元、时钟生成单元、数学协处理器与该高速总线连接，该可编程模拟放大器、电机控制单元、比较器单元以及该模数转换器通过该低速总线连接。

更进一步地，该电机控制单元用于产生带死区的6路PWM波。

更进一步地，该比较器单元检测该电机的三相线圈反电动势电压的过零点来获取6路PWM波换相的位置信息。

与现有技术相比较，本发明的优点在于：