芯耀
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電機自發(fā)明以來，一直廣泛應用于工業(yè)自動化等領域，具有非常重要的應用價值。從上個世紀電機驅動靠笨重的繼電器到現(xiàn)在電機驅動僅需要小巧的 MOS 或 IGBT，從 PLC 控制到現(xiàn)在大規(guī)模使用 MCU 進行控制。智能化和高度集成化已經成為了電機控制的未來發(fā)展方向。下面給大家介紹一款優(yōu)秀的集電機控制及電機驅動的參考設計產品，由 Qorvo 推出的參考設計 PAC5556EVK1 開發(fā)套件。
Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件是用于 PAC5556 電源應用控制器的完整評估和原型設計平臺。該套件可通過一系列接頭連接器訪問 PAC5556 器件的每個信號。Qorvo PAC5556EVK1 具有 USB 轉 UART 模塊，用戶可以通過傳統(tǒng)的虛擬 COM 端口將評估模塊連接到電腦?？梢允褂脠D形用戶界面 (GUI) 軟件套件控制應用特性。該開發(fā)套件支持訪問 PAC5556 控制器的 SWD 和 JTAG 端口，實現(xiàn)閃存內編程和實時調試。
PAC5556EVK1 開箱
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如圖 1 和圖 2 所示，Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件包裝非常結實，均使用防靜電袋包裝，主要包括 PAC5556EVK1 評估主板、下載器以及下載連接線組成。
PAC5556EVK1 評估主板可通過 SWD 和 UART 接口與下載器進行連接，進行供電完成實時編程及實施調試；下載器通過一根 Micro-USB 線與 PC 相連，可通過 J-link 燒錄程序。
相關資料
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硬件介紹及產品特性
圖 6 為 Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件的硬件分布圖，該硬件圖主要包括電源輸入部分、整流部分、DC/DC 部分、PAC MCU 部分、SWD 調試接口、DAC 輸出、UART 接口、霍爾傳感器接口、三相逆變部分。電源輸入部分輸入交流三相電，主要包括 L、N 和 E（火線、零線和地線），整流部分用于將 220V 的交流電轉換為穩(wěn)定輸出的直流電；MCU 為系統(tǒng)的主控部分，負責系統(tǒng)的控制工作；SWD 和 UART 接口為 Qorvo PAC5556 主板與調試器在線調試與通信的接口，DAC 輸出接口可將系統(tǒng)的數(shù)字信號轉換為模擬信號；霍爾傳感器可提供電機轉子的位置，進行電機的過零點檢測及換相工作；三相逆變電路由 6 個 MOS 構成，用于驅動電機。
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Qorvo PAC5556EVK1開發(fā)套件的特性如下：
非常適合用于高壓（110/220V AC 標稱電壓、高達 450V DC 絕對最大電壓）通用電源應用和控制器
三個 PWM DAC，用于實時調試
霍爾傳感器接口，用于基于傳感器的應用
用于無傳感器應用的電流和電壓檢測
應用框架
提到應用框架，就不得不提 Qorvo PAC5556 電源應用控制器。該控制器在單個優(yōu)化的片上系統(tǒng) (SoC) 中集成了基于閃存的高性能 MCU、電源管理、高側和低側柵極驅動器以及信號調理元件。PAC5556 基于 Arm? Cortex?-M4F 內核，針對交流供電無刷直流 (BLDC) 電機或永磁同步電機 (PMSM) 控制應用（如交流供電風扇、白色家電或壓縮機）進行了優(yōu)化。Qorvo PAC5556 還包括優(yōu)化的硬件支持和軟件庫，符合 IEC/UL 60730 B 類安全標準。
PAC5556 包含一個 150MHz Arm? Cortex?-M4F（帶 128kB閃存），可用于實現(xiàn)高性能電機控制和監(jiān)控應用。MCU 還包含電機控制外設，如 12 位 2.5MSPS 雙自動序列發(fā)生器 ADC 以及帶有硬件死區(qū)時間插入的 PWM 定時器。PAC5556 包括一個集成的 N 溝道降壓 DC-DC 控制器、一個 5V/200mA 轉換器，以及用于 IC 和其他 PCB 系統(tǒng)電源的系統(tǒng)和電源管理元件的多個 LDO。Application-Specific Power Drivers? 提供與外部逆變器一起使用的集成柵極驅動器。Configurable Analog Front-End? (CAFE) 提供各類信號鏈元件，如差分和單端放大器、比較器和DAC。Qorvo PAC5556 采用 10mm x 10mm QFN1010-52 封裝?；?PAC5556 的應用框架如圖 7 所示。
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系統(tǒng)可輸入直流或交流電進行供電，通過 AC-DC 或 DC-DC 電路進行變換后與系統(tǒng)的多模式電源管理系統(tǒng)交互，PAC5556 支持 UART、SPI、CAN 和 IIC 等多種通信方式，隨后通過驅動電路驅動電機進行旋轉，通過霍爾傳感器反饋位置或無霍爾傳感器的轉子位置估算技術進行換向及調速，同時系統(tǒng)支持信號監(jiān)測技術，可實時監(jiān)測電流、電壓及功率等信息。
上電實驗
上電實驗的硬件條件如下：
220V 穩(wěn)壓電源?
PAC5556EVK1 開發(fā)板
PAC5556EVK1 配套下載器及下載線
Micro-USB 數(shù)據(jù)線
上電實驗需要觀察 Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件驅動電機的驅動效果和工作穩(wěn)定性。首先需要將下載器與評估主板進行連接，如圖 8 所示。
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將事先編寫好的代碼通過下載器下載到 Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件的主板中，其中主要使用 SWD 和 UART 接口。PAC5556 首先需要接電源線，將火線接入板子標注的 L，零線接入板子的 N，E 不接。板子的 SWD 接入 PAC5556 板載的調試器接口，其中需要注意 SD 和 SCL 接口的順序，不要接反。板子的 UART 部分與 PAC5556 板載的通訊接口相連，其中需要注意 RX 和 TX 的接口順序。隨后接入電機，本次使用的無刷直流高速吹風筒電機，空載電流為 1A，額定轉速為 120000rpm，額定功率為 120W，最終的實驗圖如圖 9 所示。
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利用示波器 GUI 觀察工作情況，如圖 10 所示。
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上圖是電機相電流，通電后電機的轉速較為穩(wěn)定，工作性能良好。Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件可滿足電機控制、天花板吊扇、家電、壓縮機、水泵等多種電機應用。
小結
通過對 Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件的評估，我們可以發(fā)現(xiàn)，Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件凝聚了較為先進的控制技術和驅動技術，是一個非常強大的集控制和驅動為一體的開發(fā)套件，可滿足客戶快速開發(fā)及應用的需求。
視頻鏈接如下：Qorvo PAC5556EVK1 開發(fā)套件評測
文章為原創(chuàng)，轉載請注明原網址：https://rf.eefocus.com/article/id-336090
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