EVAL - M1 - 101TF評(píng)估板：電機(jī)控制的理想之選

在電機(jī)控制領(lǐng)域，一款性能出色的評(píng)估板能為工程師們的設(shè)計(jì)工作帶來極大的便利。今天，我們就來深入了解一下英飛凌的EVAL - M1 - 101TF評(píng)估板，它是iMOTION?模塊化應(yīng)用設(shè)計(jì)套件（MADK）的一部分，為永磁電機(jī)的控制提供了強(qiáng)大的支持。

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評(píng)估板概述

基本信息

EVAL - M1 - 101TF評(píng)估板旨在為永磁電機(jī)的無傳感器正弦控制設(shè)計(jì)應(yīng)用提供支持。它配備了20針M1連接器，可用于運(yùn)行單個(gè)電機(jī)，并且需要搭配匹配的功率板才能驅(qū)動(dòng)電機(jī)。該評(píng)估板通過微USB連接器提供PC接口，板載調(diào)試器采用了電氣隔離設(shè)計(jì)，為用戶提供了安全可靠的調(diào)試環(huán)境。

主要特性

• IMC101T - F048運(yùn)動(dòng)控制IC特性：
  • MCE（運(yùn)動(dòng)控制引擎）：為變速驅(qū)動(dòng)器提供了即用型解決方案。
  • 磁場(chǎng)定向控制（FOC）：適用于永磁同步電機(jī)（PMSM）。
  • 空間矢量PWM：具有正弦換向和集成保護(hù)功能。
  • 電流傳感：支持單分流或支路分流電流傳感。
  • 運(yùn)行模式：可實(shí)現(xiàn)無傳感器或基于霍爾傳感器的運(yùn)行。
  • 通信接口：具備多種串行通信接口（UART）。
  • 參數(shù)支持：支持多個(gè)電機(jī)參數(shù)。
  • 主機(jī)接口：提供靈活的主機(jī)接口選項(xiàng)，可通過UART、PWM或模擬信號(hào)進(jìn)行速度命令控制。
  • 認(rèn)證：獲得UL / CSA 60730認(rèn)證（B類）。
  • 電源供應(yīng)：支持3.3V（默認(rèn)）或5V VDD電源供應(yīng)。
  • 封裝：采用LPFP - 48封裝。
• 評(píng)估板特性：
  • 完整套件：可通過無傳感器正弦控制運(yùn)行任何永磁電機(jī)。
  • 電源供應(yīng)：板載調(diào)試器的3.3V電源由USB接口提供，電機(jī)控制器側(cè)由功率板供電。
  • 隔離設(shè)計(jì)：微USB連接器和板載調(diào)試器與電源側(cè)電氣隔離。
  • 調(diào)制方式：能夠?qū)崿F(xiàn)3相和2相類型3的調(diào)制。
  • 傳感器接口：配備數(shù)字霍爾開關(guān)或模擬霍爾傳感器的連接器。
  • 控制信號(hào)接口：可輸入模擬或數(shù)字（頻率、占空比）速度控制信號(hào)。
  • 測(cè)試功能：具有LED、開關(guān)和電位器，用于測(cè)試腳本功能，還設(shè)有測(cè)試點(diǎn)，可直接測(cè)量電壓、電流等。
  • 環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)：符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。
  • 尺寸：PCB尺寸為65 x 45 mm。

交付內(nèi)容

交付的內(nèi)容包括成品板，詳細(xì)的訂購信息可在文檔的5.2章節(jié)中查看。

技術(shù)參數(shù)

系統(tǒng)和功能描述

調(diào)試

要運(yùn)行電機(jī)系統(tǒng)，需要將iMOTION? MADK控制板（EVAL - M1 - 101TF）與匹配的MADK功率板（帶M1連接器）組合使用。同時(shí)，還需要使用iMOTION?軟件工具M(jìn)CEDesigner和MCEWizard來初始化系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行控制和微調(diào)，以滿足用戶的具體需求。

iMOTION?開發(fā)工具和軟件

• 工具下載：MCEDesigner和MCEWizard的開發(fā)工具安裝程序可通過英飛凌iMOTIONTM網(wǎng)站（http://www.infineon.com/imotion - software）下載。
• 板載調(diào)試器：隔離的板載調(diào)試器提供了PC與目標(biāo)iMOTION?設(shè)備之間的USB到UART橋接，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（熱側(cè)）和PC/調(diào)試器（冷側(cè)）之間具有1kV DC電氣隔離。板載調(diào)試器使用SEGGER J - Link驅(qū)動(dòng)進(jìn)行與IMC101T - F048的UART通信。
• MCEWizard設(shè)置概述：新用戶建議先使用發(fā)布的MADK功率板，因?yàn)樵贛ADK網(wǎng)站上通常有經(jīng)過測(cè)試的參數(shù)文件。表3提供了與硬件相關(guān)參數(shù)的MCEWizard設(shè)置概述，結(jié)合功率板的相應(yīng)表格，可以在最短時(shí)間內(nèi)設(shè)置基于MADK的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
• MCEDesigner設(shè)置概述：安裝MCEDesigner后，可通過雙擊Windows桌面上的快捷方式打開。使用其編程功能可以對(duì)IMC101T - F048的固件和/或系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行編程。

功能模塊描述

該章節(jié)詳細(xì)介紹了EVAL - M1 - 101TF的硬件設(shè)計(jì)，包括電機(jī)電流反饋電路、模擬輸入及其MCEWizard設(shè)置等內(nèi)容。

• 電機(jī)電流反饋電路：
  • 電機(jī)分流配置：支持單分流和支路分流拓?fù)洌脩粜枰_保分流配置與功率板硬件配置匹配。
  • 電機(jī)外部電流反饋配置和計(jì)算：分流電阻值可在功率板的原理圖或用戶指南中找到，通過相關(guān)公式可以計(jì)算電流輸入值。
  • 電機(jī)內(nèi)部電流反饋放大器增益配置：iMOTION?控制器的內(nèi)部放大器有四個(gè)可編程增益設(shè)置：1x、3x、6x和12x，可在MCEWizard中進(jìn)行配置。
• EVAL - M1 - 101TF模擬輸入及其MCEWizard設(shè)置：
  • 直流母線傳感配置：控制器板上直流母線傳感電阻分壓器的低側(cè)電阻R4為13.3 kΩ，需在MCEWizard中進(jìn)行配置。
  • NTC關(guān)機(jī)值計(jì)算和配置：可根據(jù)公式計(jì)算外部NTC溫度關(guān)機(jī)值，并在MCEWizard中進(jìn)行配置。
  • VSP模擬輸入控制模式和PGOUT配置：VSP模擬輸入控制模式可在MCEWizard的選項(xiàng)頁面中進(jìn)行配置，通過設(shè)置三個(gè)輸入閾值來定義Vsp輸入電壓與“TargetSpeed”之間的關(guān)系。電機(jī)速度可通過測(cè)量控制IC IMC101T - F048的PGOUT信號(hào)輸出頻率來計(jì)算。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)

原理圖

EVAL - M1 - 101TF評(píng)估板的原理圖展示了其與IMC101T - F048控制器的連接情況。

PCB布局

該板的布局可用于不同電壓或功率等級(jí)的功率板。PCB默認(rèn)有兩個(gè)電氣層，銅厚度為35 μm，尺寸為65 mm × 45 mm，厚度為1.6 mm。用戶可通過英飛凌網(wǎng)站或聯(lián)系技術(shù)支持團(tuán)隊(duì)獲取更詳細(xì)的信息和最新的Gerber文件。

物料清單

連接器細(xì)節(jié)

文檔詳細(xì)介紹了評(píng)估板的各個(gè)連接器的引腳分配和功能，包括iMOTION? MADK - M1 20針接口連接器J1、iMOTION Link接口J2、AIN & GPIO引腳J3、風(fēng)扇接口J4、霍爾傳感器輸入接口J5等。

總結(jié)

EVAL - M1 - 101TF評(píng)估板憑借其豐富的功能和出色的性能，為電機(jī)控制設(shè)計(jì)提供了一個(gè)優(yōu)秀的平臺(tái)。它不僅支持多種控制模式和通信接口，還提供了詳細(xì)的開發(fā)工具和軟件支持，方便工程師們進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和優(yōu)化。然而，在使用過程中，我們也需要注意其適用范圍和安全事項(xiàng)，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。你在使用類似評(píng)估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享你的經(jīng)驗(yàn)。