EVAL - M7 - D111T評估板：智能驅(qū)動的高效之選

引言

在電機(jī)控制和電力電子領(lǐng)域，評估板是工程師們進(jìn)行設(shè)計和測試的重要工具。今天，我們將深入探討英飛凌的EVAL - M7 - D111T評估板，它是一款基于iMOTION?技術(shù)的智能驅(qū)動應(yīng)用設(shè)計套件，為小功率電機(jī)驅(qū)動提供了強大的解決方案。

文件下載：EVALM7D111TTOBO1.pdf

評估板概述

適用范圍與用途

EVAL - M7 - D111T評估板主要用于運行與M7連接器兼容的功率板，如英飛凌的MADK板、EVAL - M7 - HVIGBTINV、EVAL - M7 - HVMOS - INV和EVAL - M7 - LVMOS - INV等。它是一個完整的系統(tǒng)控制評估板，具備5V電源輸出和三相電機(jī)驅(qū)動PWM輸出功能，可用于評估和測量電機(jī)特性，驗證數(shù)據(jù)手冊規(guī)格。

主要器件

評估板的核心器件是iMOTION?智能驅(qū)動IC IMD111T。這是一款高度集成的IC，包含電機(jī)控制處理器、高壓三相柵極驅(qū)動器和5V電壓調(diào)節(jié)器。它能夠通過無傳感器或有傳感器的轉(zhuǎn)子角度和速度反饋來控制PMSM/BLDC電機(jī)，目標(biāo)應(yīng)用涵蓋家用電器、風(fēng)扇、泵等領(lǐng)域。

評估板特性

IMD111T智能驅(qū)動特性

• 集成度高：集成了高壓柵極驅(qū)動器和電壓調(diào)節(jié)器，還配備了5V低壓差線性穩(wěn)壓器（LDO），允許單15V電源供電。
• 強大的柵極驅(qū)動：采用600V的薄膜、絕緣體上硅（SOI）技術(shù)的柵極驅(qū)動器，集成了超快速自舉二極管。
• 節(jié)省空間：采用40引腳的低輪廓四方扁平封裝（LQFP），具有高電壓爬電距離。
• 先進(jìn)的運動控制：擁有運動控制引擎（MCE），為變速驅(qū)動器提供即用型解決方案；支持永磁同步電機(jī)（PMSM）的無傳感器磁場定向控制（FOC）。
• 靈活的PWM調(diào)制：提供靈活的空間矢量脈寬調(diào)制（PWM），包括三相PWM或兩相PWM。
• 多樣的電流傳感：可通過單分流器或支路分流器進(jìn)行電機(jī)電流傳感。
• 豐富的接口：具備可選的模擬或數(shù)字霍爾傳感器接口，以及靈活的主機(jī)接口選項，如UART、頻率/占空比或模擬VSP。
• 安全認(rèn)證：擁有IEC60335 - 1/UL60730 Class B安全軟件證書。

評估板特性

• 調(diào)試功能：板載調(diào)試功能，方便工程師進(jìn)行調(diào)試。
• 通信接口：iMOTION? link連接器是可選的通信接口。
• 電流反饋配置：提供單分流器或支路分流器電流反饋配置。
• 控制方式：支持VSP或占空比/頻率控制。
• PCB規(guī)格：PCB尺寸為51mm x 77mm，兩層，1oz銅，符合RoHS標(biāo)準(zhǔn)。

系統(tǒng)與功能描述

調(diào)試步驟

1. 下載安裝工具：從英飛凌官網(wǎng)下載并安裝iMOTION?開發(fā)工具（MCEWizard和MCEDesigner）。
2. 獲取軟件包：在www.infineon.com/imotion - software網(wǎng)站獲取最新的“IMD111T Software Package”。
3. 連接設(shè)備：通過USB電纜或iMOTION? link連接PC和評估板，同時連接交流電源和目標(biāo)電機(jī)。
4. 參數(shù)計算：使用MCEWizard計算并創(chuàng)建參數(shù)文本文件。
5. 打開配置文件：給系統(tǒng)上電，啟動MCEDesigner工具，打開IMD111T智能驅(qū)動的默認(rèn)配置文件（.irc）。
6. 編程：將固件和計算好的參數(shù)編程到閃存中。
7. 啟動電機(jī)：編程成功后，若MCEDesigner底部有紅燈，點擊錘子圖標(biāo)清除故障信號；系統(tǒng)準(zhǔn)備好后，點擊綠色信號燈啟動電機(jī)，點擊紅色信號燈停止電機(jī)。

開發(fā)工具

MCEWizard

MCEWizard根據(jù)實數(shù)輸入定義控制增益、限制和故障級別，并根據(jù)硬件和控制限制設(shè)置將增益和級別轉(zhuǎn)換為參數(shù)計數(shù)。用戶可通過它計算固件所需的參數(shù)，并將參數(shù)和可變比例因子導(dǎo)出到MCEDesigner。

MCEDesigner

MCEDesigner用于對評估板進(jìn)行編程和調(diào)優(yōu)，可讀取16位MCE變量寄存器的值，讀寫MCE參數(shù)寄存器。用戶可通過它將固件（.ldf文件）和參數(shù)（.txt文件）編程到閃存中，然后啟動或停止電機(jī)，并查看相電流、電機(jī)速度等寄存器的值。

功能模塊描述

引腳分配與功能組

評估板上的主要控制器是IMD111T，其引腳分配和功能組在文檔中有詳細(xì)說明。評估板上還有多個連接器，如可變速度控制連接器、M7連接器、iMOTION? link連接器、數(shù)字霍爾反饋和GPIO連接器、模擬位置反饋和模擬信號輸入連接器等，每個連接器的引腳分配都有明確規(guī)定。

電流反饋電路

評估板的電流反饋電路有單分流器和支路分流器兩種配置，單分流器是默認(rèn)設(shè)置。用戶可根據(jù)需要選擇合適的配置，并通過計算電流輸入縮放和偏移電壓等參數(shù)，將其輸入到MCEWizard中。

系統(tǒng)設(shè)計

原理圖

IMD111T控制板EVAL - M7 - D111T的原理圖包含數(shù)字霍爾反饋輸入和模擬位置反饋輸入的端子，板載調(diào)試電路可通過USB電纜進(jìn)行調(diào)試，還具備iMOTION? link連接器作為可選通信接口。完整的原理圖可在英飛凌官網(wǎng)下載。

布局

評估板由兩層銅PCB組成，銅厚度為35μm，板尺寸為70mm x 51mm，材料為FR4級，厚度為1.6mm。在PCB布局時，應(yīng)將去耦電容盡可能靠近輸入引腳，特別是電流反饋傳感和母線電壓傳感輸入的去耦電容。

物料清單

完整的物料清單可在英飛凌官網(wǎng)下載，其中一些關(guān)鍵組件包括HEXFET功率MOSFET、電機(jī)控制器、MCU、線性穩(wěn)壓器、TVS保護(hù)器件、肖特基二極管、端子塊和LED等。

系統(tǒng)性能

EVAL - M7 - D111T控制板與EVAL - M7 - HVIGBT - INV板進(jìn)行了測試，由于EVAL - M7 - HVIGBT - INV板在無外部散熱器的情況下最大功率為200W，因此控制板的測試功率也限制在200W。當(dāng)然，當(dāng)與更大功率額定的板子匹配時，EVAL - M7 - D111T可以驅(qū)動更高的功率輸出。測試結(jié)果顯示，相電流波形良好，靜態(tài)條件下逆變器電流反饋噪聲小于10計數(shù)。良好的PCB布局可以降低電流反饋噪聲，提高電機(jī)控制性能。

訂購信息

該評估板目前可接受小批量訂單，設(shè)計數(shù)據(jù)可在英飛凌官網(wǎng)下載，需要登錄賬號。客戶可通過以下鏈接訂購：Buy online: link, or https://www.infineon.com/madk。

總結(jié)

EVAL - M7 - D111T評估板憑借其先進(jìn)的技術(shù)、豐富的功能和良好的性能，為電機(jī)控制和電力電子工程師提供了一個強大的開發(fā)平臺。它不僅能夠幫助工程師快速配置和測試電機(jī)系統(tǒng)，還能為他們的設(shè)計提供參考和借鑒。你在使用類似評估板的過程中遇到過哪些問題呢？歡迎在評論區(qū)分享你的經(jīng)驗和見解。