Fairchild高效无刷直流电机控制设计方案

发布时间：2013-06-6 阅读量：1482 来源: 我爱方案网作者:

【导读】电机控制目前正在从传统的通用或交流电机设计转换到更为成熟的无刷直流（BLDC）电机或永磁同步电机（PMSM）设计。为了帮助设计人员降低成本和减轻软件负担，Fairchild开发出高效无刷直流电机控制设计方案——FCM8531。

在进行电机控制设计时，如果设计人员不能有效获得高级、复杂的电机控制算法，不管选择传统的通用或交流电机设计，还是更为成熟的无刷直流（BLDC）电机或永磁同步电机（PMSM）设计都具有挑战性。这可能会导致巨大的研发资源支出及更长的设计时间。

为帮助设计人员应对这些成本和软件负担，飞兆半导体公司开发了 FCM8531 模拟及数字集成式电机控制器。 FCM8531 是一款定制的可配置解决方案，配有帮助电机控制设计人员缩短上市时间且最小化软件设计工作的用户指南、参考设计和评测板。

【方案特色】

单芯片设计中的并行处理器

FCM8531是一款三相混合 BLDC/PMSM 控制器，具有两个并行处理器 - 一个先进的电机控制器(AMC)和一个嵌入式微控制器(MCU)。该产品针对复杂的电机控制应用，提供了一个完整的单芯片解决方案。这两个核心处理器独立工作，但通过有助于避免系统挂机并增强硬件保护的内部通信接口协作进行数据交换。FCM8531通过其集成式硬件控制器和 MCU 接口管理功能最大限度地减少软件负担，并实现了更高效且快速的负载响应电机系统。

实现简化功能的定制设计

AMC 能够适用各种电机设计，使用可配置和存储的飞兆半导体库执行功能强大的算法，如正弦波控制、磁场定向控制(FOC)及直接正交(DQ)控制}，以提供高性能电机控制功能。与 AMC 配对使用的 MCU 接口使用户能轻易改变寄存器的值，满足不同电机操作流程及特点的要求。该器件非常适合于解决无速度传感器风扇应用中的启动抖动，以及各种风扇和泵应用中的噪音和低效率问题。FCM8531具有多种硬件保护功能，如过压保护和过流保护。其设计考虑及提供对所有故障模式的快速响应，同时嵌入式 MCU 可轻易地实现额外功能。

易于使用的开发工具

飞兆半导体的电机控制开发系统(MCDS)由一个集成开发环境(IDE)和一个允许工程师配置 AMC 并为 MCU 开发代码的 MCDS 编程工具组成。该系统与处理核心一起提供一个集成式软件工程平台，有利于快速开发电机控制程序。 MCDS-IDE 易于使用并完善了设计目标时间表。当与 MCDS 编程工具套件一起使用时，可快速完成代码编程，从而可实时调整电机运行信号。

【系统方块图】

FCM8531集成了先进马达控制器（AMC）和一个51兼容的MCU，其中 AMC为一个基于硬件的马达控制器加一个可配置为数种专用马达控制算法的可配置处理内核组成，用于实现马达控制，而MCU部分实现流程控制和通信接口的功能，向AMC提供马达控制指令，执行马达控制动作，并且管理外部通信接口。

该架构的优势在于：最少的软件工作，由于飞兆在AMC的软件库中配置和存储了大量软件库，AMC可执行FOC和DQ控制等算法，MCU仅需简单的系统控制软件编程；可靠性高，AMC和MCU独立工作，避免系统中断；性能稳健，AMC内置硬件实时保护功能，可实时检测PWM信号，并可在微秒内关断PWM信号防止系统损坏； AMC 能够适用各种电机设计，使用可配置和存储的飞兆半导体库执行功能强大的算法，如正弦波控制、磁场定向控制（FOC）及直接正交（DQ）控制}，以提供高性能电机控制功能。与 AMC 配对使用的 MCU 接口使用户能轻易改变寄存器的值，满足不同电机操作流程及特点的要求。

图1.系统方块图

【规格说明】

飞兆半导体还为电机控制开发配备了易于使用的开发工具——电机控制开发系统（MCDS），由一个集成开发环境（IDE）和一个允许工程师配置 AMC 并为 MCU 开发代码的 MCDS 编程工具组成。该系统与处理核心一起提供一个集成式软件工程平台，有利于快速开发电机控制程序。 MCDS-IDE 易于使用并完善了设计目标时间表。当与 MCDS 编程工具套件一起使用时，可快速完成代码编程，从而可实时调整电机运行信号。

飞兆为可配置的AMC部分提供了针对不同应用而设计的软件库，供用户轻松实现产品设计，目前可提供的软件库包括速度积分、滑动模式和霍尔接口，可覆盖80%的市场应用，所以FCM8531除了可以应用于家用电器中的小电机控制也可以用于大电流的工业电机控制之中。

相关资讯

三星HBM3E拿下AMD大单 288GB内存重塑AI算力格局

韩国媒体Business Korea最新披露，全球处理器巨头AMD日前推出的革命性AI芯片MI350系列，已确认搭载三星电子最新研发的12层堆叠HBM3E高带宽内存。这一战略性合作对三星具有里程碑意义，标志着其HBM技术在新一代AI计算平台中获得核心供应商地位。

苹果获智能眼镜模块化专利液态玻璃技术革新可穿戴设备未来

美国专利商标局近日授权苹果公司一项颠覆性专利（编号：US 11,985,623 B2），揭示了其下一代智能眼镜的模块化设计方向。该技术通过可拆卸式"支撑臂"（Securement Arms）创新结构，解决传统头戴设备舒适性与功能扩展的关键痛点。支撑臂从镜框两侧延伸，采用自适应力学分配系统，将设备重量分散至头部颞区及耳廓区域，有效降低鼻托70%以上压力负荷。

激光二极管驱动存储革命：索尼半导体与西部数据联手拓展HAMR硬盘市场

日本索尼半导体与美国存储巨头西部数据近日宣布达成战略合作，索尼将为西部数据下一代HAMR（热辅助磁记录）硬盘提供核心激光二极管组件。面对数据中心指数级增长的数据存储需求，此次合作标志着高容量硬盘技术产业化进程的关键突破。索尼计划投资50亿日元（约合3200万美元）在泰国工厂新建生产线，预计2026年该部件产能将实现翻倍增长。

TP-Link芯片业务战略收缩：WiFi 7研发受阻与全球合规挑战

2025年6月12日，TP-Link外销主体联洲国际（TP-Link Systems）位于上海张江的WiFi芯片部门启动重大裁员，从通知到离职手续仅用半天完成，涉及算法、验证、设计等核心岗位员工，仅保留少数成员。公司提供N+3的高额补偿方案，远高于中国法定的N+1标准，被视为当前裁员潮中的“清流”。行业分析指出，此次调整主要针对WiFi前端模块（FEM）研发线，而非全面退出芯片领域。FEM作为连接芯片与天线的关键组件，其研发投入缩减与WiFi 7芯片量产进度延迟及成本控制压力直接相关。

DDR4内存现十年罕见价格倒挂，产业链急备货应对停产危机

2025年6月全球存储市场遭遇剧烈波动，DDR4内存现货价格单日暴涨近8%，创下近十年最大单日涨幅。据DRAMeXchange数据显示，截至6月13日，DDR4 8Gb（1G×8）3200颗粒均价飙升至3.775美元，单周涨幅达38.27%，本季度累计涨幅更突破132%。反常的是，DDR4价格竟反超新一代DDR5，形成罕见“价格倒挂”现象，业界直呼“十年未遇”。