如前所述,FOC算法的主要目标是确保定子的磁场与转子内永磁体的磁场保持垂直的方向。它们的关系是通过一次分路电流的测量而估计出来的,这种测量需要用相应的PWM模式快速触发A/D转换器。在智能PWM单元CapCom6E和A/D转换器之间,采用基于事件的硬件触发器可以实现这一目标。这种基于事件的触发器消除了中断等待时间,实现了快速而精确的电流测量。
将片上运算单元和外设集成在一起实现FOC的方式为其他使用低成本8位MCU的系统控制功能节省了充分的资源。例如,在15kHz的PWM频率和133μs的电流测量速度下,FOC控制功能仅仅占用了58%的CPU性能,为其他专用功能提供了很大的余量。与硬编码FOC实现方式不同的是,集成了矢量计算器的MCU具有软件可重编程能力。我们可以利用这一功能,通过构造一个程控斜面或者采用减弱磁场的方法(例如减弱FOC算法的ID组件),优化电机的启动过程。
无传感器FOC的评估
利用FOC驱动应用工具包可以对基于8位MCU的无传感器FOC进行评估。该工具包包含一个集成了矢量计算器的MCU、三相功率转换板、24V BLDC电机、插入式电源和全部完整的FOC源码。
此外,通过CAN-USB桥可以下载十六进制的代码,这样就可以在电机工作过程中修改电机速度、电流控制等电机参数,实现实时控制功能。英飞凌还为用户提供了包含免费工具链在内的一整套开发环境,帮助用户利用同一个工具包实现下一阶段的应用研发和定制。