SoC IMC300 Infineon Mengintegrasikan Mikrokontroler ARM Cortex-M0 untuk Kontrol Motor Fleksibel
Efisiensi konversi energi tetap menjadi sumbu pembatas desain elektronik modern. Dalam sistem motor listrik, efisiensi ini ditantang dua kali: pertama, energi listrik harus dihasilkan untuk mendayai pengontrol; kedua, energi tersebut harus ditransformasikan menjadi torsi mekanis. Menghilangkan kebisingan terkait motor adalah salah satu hambatan yang paling sering dihadapi para insinyur.
Saat ini, pabrikan menganggap unit kontrol motor sebagai blok fungsi inti bukan sekadar tambahan opsional. Tren ini terlihat dalam sistem pendukung seperti pompa air drainase atau kipas yang ditemukan di alat rumah tangga. Infineon Technologies menyediakan portofolio yang luas dari komponen diskrit dan solusi terintegrasi yang menyederhanakan aplikasi inverter, memotong biaya R&D dan kompleksitas BOM.
IMC300 baru menggabungkan Mesin Kontrol Gerak iMOTION (MCE) Infineon dengan mikrokontroler ARM® Cortex-M0, menyediakan solusi drive kecepatan variabel yang fleksibel yang menyesuaikan diri dengan berbagai aplikasi.
KONTROLER
Mengontrol kecepatan dan arah motor memerlukan pemahaman tentang jenis motor dan mode operasinya. Pengontrol motor harus mengelola start-stop, perubahan arah, regulasi kecepatan, torsi, dan perlindungan terhadap over-voltage. Secara historis, kontrol seperti ini bergantung pada komponen diskrit karena tegangan dan arus yang tinggi. Kontrol mesin modern kini berfokus pada solusi mikroelektronik yang efisien, menggabungkan algoritma perangkat lunak canggih dengan perangkat keras elektronika daya.
TEKNOLOGI iMOTION
iMOTION mewakili keluarga produk Infineon yang menyematkan algoritma kontrol motor yang disertifikasi dalam perangkat keras, secara opsional termasuk koreksi daya-aktor (PFC). Solusi ini menyediakan fleksibilitas yang dibutuhkan untuk aplikasi khusus pelanggan yang sering melampaui konfigurasi motor sederhana (lihat Gambar 1).
Gambar 1: iMOTION mengintegrasikan dalam kontrol motor. (Gambar: Infineon Technologies)
IC iMOTING mengintegrasikan semua fungsi kontrol dan antarmuka analog yang diperlukan untuk field-oriented control (FOC) menggunakan pengukuran arus shunt DC atau koneksi DC. Algoritma yang dipatenkan Infineon menghilangkan kebutuhan untuk pemrograman kontrol motor khusus.
Solusi ini ideal untuk alat rumah tangga dan drive kecil seperti kipas, menggabungkan perangkat kontroler, SmartDrive, dan SmartIPM.
Perangkat SmartDrive mengintegrasikan gate driver (MOSFET atau IGBT), sedangkan keluarga SmartIPM mencapai tingkat integrasi tertinggi dengan menggabungkan MCE, gate driver, dan jembatan tiga fase penuh dalam satu paket PQFN kompak.
Mengarah ke sistem kontrol motor kecepatan variabel, keluarga IMC300 menggabungkan mikrokontroler yang dapat diprogram pengguna (lihat Gambar 2). Arsitektur dual-core menggabungkan perangkat keras, firmware, dan kode pengguna yang diperlukan untuk mengontrol motor sinkron magnet permanen (PMSM) dengan biaya sistem dan pengembangan minimal.
Gambar 2: iMOTION Mesin Kontrol Gerak serta diagram dan fitur ARM Cortex-M0. (Gambar: Infineon Technologies)
Fitur perlindungan IMC300 mencakup under-/over-voltage, over-current, over-temperature, motor gate-kill, rotor lock, pelaporan fault, minimum dead time, dan shoot-through. Kemampuan kontrol mencakup FOC sinusidal, operasi sensor/sensorless, modulasi tiga atau dua fase, field weakening, zero-vector braking, PFC terintegrasi, dan dukungan bootstrap.
IMC300 dan pendahulunya, IMC100, berbagi inti MCE 2.0 yang sama, menawarkan solusi siap pakai dengan kontrol PFC, perlindungan yang luas, dan mesin skrip.
Dengan memanfaatkan MCE untuk kontrol motor, pelanggan dapat fokus pada logika aplikasi, yang beroperasi independen dari mikrokontroler ARM bawaan. MCU ini menawarkan serangkaian periferal serbaguna untuk fungsi sistem, komunikasi kustom, atau pemantauan drive (lihat Gambar 3).
Gambar 3: rangkaian aplikasi IMC300. (Gambar: Infineon Technologies)
"Tujuannya adalah untuk membuat kontrol motor turnkey bagi pelanggan," kata Ingo Skuras, Product Marketing Manager untuk iMOTION di Infineon Technologies. "Kami melihat perubahan yang jelas menuju drive kecepatan variabel elektronik. Solusi kami memungkinkan pengguna untuk mengonfigurasi dan menerapkan tanpa pemrograman—biasanya dalam waktu 30 menit hingga satu jam."
MCE mengenkapsulasi semua fungsi perangkat keras, perangkat lunak, dan perlindungan yang diperlukan, mengurangi BOM. Ia terus diedit, dengan dua versi baru dirilis setiap tahun.
Menyematkan algoritma canggih dalam periferal seperti ADC atau timer meringankan beban CPU. Dipadangkan dengan kontroler 32-bit kecil, kapasitas CPU yang dibebaskan dapat dialokasikan untuk tugas spesifik aplikasi.
Kontroler iMOTION dirancang untuk lingkungan produksi dan memenuhi persyaratan keamanan fungsional untuk alat rumah tangga, memungkinkan desain yang kompatibel di seluruh pasar.
Perangkat IMC300 sudah disertifikasi untuk keamanan fungsional di bawah UL/IEC 60730 Class B.
