基于Cortex-M3的 STM32微控制器處理先進電機控制方法

對于一個能夠執行先進的電機控制功能的通用微控制器，擁有微控制器是一回事，而開發輕松入門卻是另一回事。利用軟硬件工具可以把這個問題的兩個方面都處理好。首先是擁有一套電機控制開發入門工具，包含測試工具（JTAG探針和光隔離器）、 微控制器芯片以及功率級電路板和演示用PMSM電機，這套工具用于產品性能評估和開發用途。模塊化設計有助于升級演示應用（例如雙電機控制微控制器電路板），評估多個（或定制）功率級。最后，意法半導體為STM32客戶免費提供電機控制軟件庫。2.0版電機控制軟件庫利用頭文件內的一個簡單且低廉的 #define聲明列表支持各種配置。軟件庫包含交流感應電機和同步電機的磁場定向控制算法，為簡化代碼的可讀性和可維護性，這些算法采用C編程語言，再次證明了現代編譯器的效率。該軟件庫還針對PMSM電機提供一個穩健的無傳感器控制算法（基于磁通觀測器），以及一個超高速內部永磁電機 (IPM)專用控制算法。當然，該軟件還支持普通轉速和位置傳感器（增量編碼器、霍爾傳感器或轉速傳感器）。通過使用隔離傳感器或分流器，STM32支持三種電流檢測方法。STM32外設可以實現一個創新的單電流檢測方法，利用成本最低的配置（一個簡單的獨特的電阻器）執行矢量控制。因為能夠最大限度降低本征電流失真率，這項技術已取得專利權。

意法半導體目前的主要開發項目是控制電機直到靜止狀態的無傳感器永磁電機控制和內置功率因數校正功能的雙電機控制。最近，意法半導體成功演示了單電流檢測方法，僅一個STM32微控制器就能執行兩個單電流檢測矢量控制功能，同時還用一個40 kHz的控制回路管理PFC級（詳見圖1）。

圖1：STM32F103HD可以同時處理雙電機控制和數字PF

從功率開關分立器件，到復雜的系統芯片，意法半導體承諾以其獨有的產品組合長期支持電機控制市場。STM32微控制器產品線將繼續沿四個新方向部署，如圖3所示，其中兩個方向適用于電機控制。第一個產品線將面向低成本市場，開發低端的16位電機控制微控制器。另一個產品線以高性能為訴求，面向需要更高處理性能、更大存儲容量和高帶寬接口的應用。如此寬廣的產品組合結合Cortex-M3內核，勢必確立STM32架構適用于現在和未來電機驅動的多功能性。