Renesas MCK - RA6T2電機(jī)控制評(píng)估套件：設(shè)計(jì)與應(yīng)用全解析

在電機(jī)控制領(lǐng)域，一款優(yōu)秀的評(píng)估套件能為工程師們的開(kāi)發(fā)工作帶來(lái)極大便利。Renesas的MCK - RA6T2就是這樣一款值得關(guān)注的產(chǎn)品，它為電機(jī)控制開(kāi)發(fā)提供了全面且有效的解決方案。本文將深入剖析MCK - RA6T2的各個(gè)方面，包括其特性、硬件組成、功能模塊以及使用注意事項(xiàng)等。

文件下載：Renesas Electronics RA6T2電機(jī)控制套件.pdf

一、MCK - RA6T2概述

MCK - RA6T2是一款專(zhuān)門(mén)用于電機(jī)控制的評(píng)估套件。借助該套件，工程師能夠輕松實(shí)現(xiàn)基于RA6T2的電機(jī)控制。它具備以下顯著特性：

1. 電機(jī)類(lèi)型支持：支持無(wú)刷直流電機(jī)，滿(mǎn)足了眾多應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)電機(jī)類(lèi)型的需求。
2. 電流檢測(cè)方式：支持1 - /2 - /3 - 分流電流檢測(cè)，為電機(jī)電流的精確測(cè)量提供了多種選擇。
3. 開(kāi)發(fā)工具支持：支持電機(jī)控制開(kāi)發(fā)支持工具，有助于提高開(kāi)發(fā)效率。
4. 保護(hù)功能：配備過(guò)流檢測(cè)電路，提供過(guò)流保護(hù)功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

二、產(chǎn)品內(nèi)容與訂購(gòu)信息

產(chǎn)品內(nèi)容

該套件包含以下部件：

1. 逆變器板（RTK0EM0000B12020BJ）x1
2. CPU板（RTK0EMA270C00000BJ）x1
3. 通信板（RTK0EMXC90Z00000BJ）x1
4. 無(wú)刷直流電機(jī)（R42BLD30L3）x1
5. 通信電纜x1
6. USB電纜x2
7. 螺絲x12
8. 支座x12

訂購(gòu)信息

若要訂購(gòu)MCK - RA6T2，產(chǎn)品編號(hào)為RTK0EMA270S00020BJ。

三、硬件配置與默認(rèn)設(shè)置

硬件組成

MCK - RA6T2主要由逆變器板、CPU板和通信板組成。各板的詳細(xì)規(guī)格如下：

• 逆變器板：

  • 電源供應(yīng)：有兩種方式，可從直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流

• 電源：電源供應(yīng)方式有兩種，可從直流插孔（J1）輸入，電壓范圍為12 - 48V，也可從CPU板獲取5V電源。

  • 額定輸出電流：交流10A（RMS值）*2。
  • 開(kāi)關(guān)頻率：20kHz（典型值）。
  • 電流檢測(cè)方法：1 - /2 - /3 - 分流檢測(cè)。
  • 分流電阻：10mΩ。
  • PWM邏輯：下臂、上臂為正邏輯。
  • 支持多種傳感器：支持HALL傳感器、編碼器。
  • 連接器：包含CPU卡連接器、電機(jī)連接器、電源輸入連接器、HALL傳感器連接器、編碼器/電感位置傳感器連接器。
  • 開(kāi)關(guān)：包含一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)。
  • LED：包含3個(gè)用戶(hù)可控LED和一個(gè)電源LED。

• CPU板：

  • 安裝的MCU：RA6T2組，產(chǎn)品編號(hào)為R7FA6T2BD3CFP。
  • 最高CPU運(yùn)行頻率：240MHz。
  • 位數(shù)：32位。
  • 封裝/引腳數(shù)量：LFQFP/100引腳。
  • RAM：64KB。
  • MCU輸入時(shí)鐘：10MHz（由外部晶體振蕩器產(chǎn)生）。
  • 電源供應(yīng)：可從兼容的逆變器板獲取電源，也可從USB連接器獲取電源，自動(dòng)選擇其中一種方式。
  • 調(diào)試器：J - Link - OB（板載調(diào)試器電路）。
  • 連接器：包含逆變器板連接器（2組）、J - Link OB的USB連接器、Renesas Motor Workbench通信的SCI連接器、CAN通信的通孔、SPI通信的通孔、用于Arm調(diào)試器的20引腳通孔。
  • 開(kāi)關(guān)：包含一個(gè)MCU復(fù)位開(kāi)關(guān)。
  • LED：包含6個(gè)用戶(hù)可控LED和1個(gè)電源LED。

• 通信板：

  • 安裝的MCU：RX72N組，產(chǎn)品編號(hào)為R5F572NNDDFB。
  • 最高CPU運(yùn)行頻率：240MHz。
  • 位數(shù)：32位。
  • 封裝/引腳數(shù)量：LFQFP/144引腳。
  • RAM：1MB。
  • MCU輸入時(shí)鐘：20MHz（由外部晶體振蕩器產(chǎn)生）。
  • 電源供應(yīng)：從USB連接器獲取5V電源。
  • 連接器：包含用于PC的USB Type - C連接器、用于CPU板的SCI連接器、USB迷你B連接器（用戶(hù)不可用）。
  • 隔離：SCI連接器和MCU之間隔離。
  • 開(kāi)關(guān)：包含一個(gè)MCU外部復(fù)位開(kāi)關(guān)。

硬件連接與電源供應(yīng)

在使用該套件進(jìn)行電機(jī)控制評(píng)估時(shí)，需要按照特定方式連接各板。連接時(shí)要注意CPU板和逆變器板之間的連接器是緊密配合的，連接和斷開(kāi)時(shí)要小心不要彎曲引腳。電源供應(yīng)方式有多種選擇，包括從直流插孔、終端塊和USB連接器獲取電源。同時(shí)，也可以同時(shí)從USB連接器和逆變器板的直流插孔或終端塊獲取電源。

跳線設(shè)置

各板上的跳線引腳都有默認(rèn)設(shè)置和相應(yīng)功能，例如逆變器板上的跳線引腳（JP1 - JP15）、CPU板上的跳線引腳（JP1 - JP25）以及通信板上的跳線引腳（JP1 - JP3）都有其特定的設(shè)置和功能，工程師在使用時(shí)需要根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整。

四、各板詳細(xì)功能解析

逆變器板

逆變器控制電路模塊

逆變器板上的逆變器控制電路模塊通過(guò)6個(gè)功率MOSFET控制電機(jī)。該模塊將直流母線電壓、U、V和W相電壓以及分流電流輸出到連接器（CN3、CN4），通過(guò)將這些輸出電壓輸入到CPU卡上的MCU的A/D中，可以測(cè)量各相的電壓和分流電流的模擬值。同時(shí)，該模塊還具備過(guò)流檢測(cè)功能。

電流檢測(cè)電路

電流檢測(cè)電路使用分流電阻測(cè)量U、V和W相的電流。電壓降通過(guò)分流電阻被電流檢測(cè)放大器放大輸出。默認(rèn)電流檢測(cè)放大器增益設(shè)置為20x，但可通過(guò)設(shè)置JP5、JP7、JP9、JP10、JP14和JP15為開(kāi)路將增益更改為10x。通過(guò)切換JP8和JP11到2 - 3引腳短路，可以支持單分流電流檢測(cè)。

過(guò)流檢測(cè)電路

過(guò)流檢測(cè)電路用于檢測(cè)輸入電流是否過(guò)流。當(dāng)電流值在閾值范圍內(nèi)時(shí)，OC_INV_OUT為高電平；當(dāng)檢測(cè)到過(guò)流時(shí)，OC_INV_OUT變?yōu)榈碗娖健９こ處熆梢酝ㄟ^(guò)監(jiān)控過(guò)流檢測(cè)信號(hào)并將柵極驅(qū)動(dòng)器的PWM信號(hào)設(shè)置為低電平或高阻抗來(lái)保護(hù)板和電機(jī)。

輸出電壓檢測(cè)電路

輸出電壓檢測(cè)電路將母線電壓和三相輸出電壓（U、V和W相）通過(guò)電阻分壓器輸入到微控制器的AD引腳。電壓關(guān)系由特定方程描述。

電壓生成電路

電壓生成電路通過(guò)升壓轉(zhuǎn)換器從5V電源生成柵極驅(qū)動(dòng)器電壓（原理圖中為“+12V”）。如果沒(méi)有從CPU板提供5V電源，則逆變器板上的降壓轉(zhuǎn)換器將從直流插孔或終端塊輸入的電壓（12 - 48V）生成5V電源。

LED、開(kāi)關(guān)和可變電阻

逆變器板上有3個(gè)用戶(hù)可控LED，其開(kāi)關(guān)狀態(tài)由引腳狀態(tài)控制；還有一個(gè)撥動(dòng)開(kāi)關(guān)和一個(gè)按鈕開(kāi)關(guān)，其引腳電壓由開(kāi)關(guān)狀態(tài)控制；此外，還有一個(gè)可變電阻，旋轉(zhuǎn)可變電阻會(huì)改變其端子電壓。

CPU板

電源供應(yīng)

當(dāng)未連接到逆變器板時(shí)，應(yīng)從USB連接器獲取電源；當(dāng)連接到逆變器板時(shí)，電源供應(yīng)將自動(dòng)從USB連接器或逆變直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流直流