求一种基于RX13T的风扇电机控制方案

 

 

本方案是针对风扇电机控制的解决方案，使用了直流无刷电机。方案集成了直流无刷电机无位置传感器矢量控制专用固件，不需要位置传感器。使用矢量控制算法，相电流检测方式支持双电阻方式和单电阻方式。在变频算法部分，使用了瑞萨电子拥有自主知识产权的先进变频控制算法：RAMDA算法（Renesas Advanced Motor Drive Algorithm）。

方案搭载了瑞萨32位微处理器RX13T，RX13T具有增强的外设功能（MTU、ADC、POE、CMT、SCI），采用Smart Configurator轻松配置外设，完成电机控制的硬件配置。同时瑞萨还提供上位机控制软件PCTOOLS和参数生成软件USERTOOLS，PCTOOLS可以轻松控制风机的启停和调速，以及EEPROM数据的更新，USERTOOLS，可以轻松生成风机的控制参数。

Demo方案板

瑞萨电子提供贴近量产品的demo板（Inverter板+CPU板）

硬件电路

主要包括如下（请联系瑞萨销售或当地代理商获取）

转换器电路

逆变器电路

电流检测电路（两相检测和单相检测可选）

通信电路

EEPROM（可选）

MCU控制电路

引脚功能定义列表

RX13T专用于芯片正常工作和电机控制的引脚功能定义列表：

电机控制外设资源

ADC---S12AD0：分组扫描模式；组A：通道0-1；组B：通道2-7

MTU---MTU3和MTU4 

POE---POE0#（48pin）或POE10#（32pin） 

CMT---CMT0、CMT1 

SCI---SCI5 

电机控制库

提供用户与电机专用控制固件的通信接口，通过电机控制库提供的接口，用户可以发送控制指令给电机专用控制固件，同时，也可以查询电机的工作状态、故障情况等信息。 

提供电机专用控制固件的参数设置接口和界面，通过电机控制库提供的接口和界面，用户可以依据不同的电机参数、不同的控制规格等轻松设置电机专用控制固件，以便充分利用电机专用控制固件驱动直流无刷电机。

电机控制库包含如下文件： 

r_mcl.lib 

r_mcl.h 

其中 ， “r_mcl.lib”是电机控制库的库文件，这个文件包含全部电机控制API函数和电机专用控制固件。 

“r_mcl.h”是电机控制库的头文件，用于声明库文件中的API函数。

用户系统软件

提供用户系统软件框架，方便用户快速开发系统程序

使用Smart configurator配置电机控制所需的外设

MTU/ADC/POE/CMT/SCI。在用户项目的srcsmc_gen目录下生成底层驱动配置文件。

添加库文件r_mcl.lib和r_mcl.h至用户项目中的srcmotor目录下

添加如下用户文件至用户项目中的srcmotor目录下

“user_main_loop.c/ user_main_loop.h”是用户主循环文件 “user_restart.c/ user_restart.h”是用户重启文件 “user_data_init.c/ user_data_init.h”是用户数据初始化文件 “user_comm_init.c/ user_comm_init.h”和“comm_init.c/ comm_init.h”是设置通信的文件 “user_copyright.c/ user_rev.h”是用户程序版本文件

“my_type.h”是数据类型定义文件

上位机控制软件 PCTOOLS

（复用双马达控制软件）

控制风机的启停和调速

风机运行状态显示

EEPROM数据的写入与更新

参数生成软件 USERTOOLS

用于填写厂家给定的风机参数、变频器的容量等原始数据，以及控制参数来生成写入EEPROM/Data Flash的数据。

方案硬件框图

 

方案资料获取

RX13T用户手册（硬件）

CIAS-FAN用户手册（API使用说明）

CIAS-FAN参数设定手册

瑞萨集成开发环境（IDE）和编译器、仿真器、编程器相关资料集成开发环境请访问瑞萨电子官网或联系瑞萨销售或当地代理商。

RX13T产品介绍

RX13T系列微控制器搭载RX家族32MHz工作主频的RXv1内核、浮点运算单元（FPU）、变频控制计时器（MTU3）及12位A/D转换器等，单芯片实现无刷DC电机的高效变频控制。与现有RX产品的兼容性高，方便已有硬件/软件的移植。RX13T系列包括32-pin和48-pin两种少管脚封装，可编程增益放大器（PGA）、比较器、数据闪存、高速内置谐振器（HOCO）等功能，有助于减少电路板面积和BOM元器件。RX13T有支持-40℃～85℃的标准产品和-40℃～105℃高温对应版产品可供客户选择。

RX13T产品特点

RX13T是一款专为控制单个电机而优化的微控制器，非常适合控制风扇、泵和冰箱中的电机。

单个芯片可以对直流无刷电机（永磁同步电机）执行矢量控制

浮点运算单元FPU

定时器单元MTU3c，可生成三相互补PWM波输出

12位AD采样单元，3路采样保持，可同时进行三相电流值的采样

硬件保护单元POE

支持引脚数低的封装，有助于减小BOM和PCB空间

瑞萨RX13T MCU

适用于单电机控制应用的32位微控制器；减少了占用空间和BOM成本

审核编辑：刘清