隨著全球化和城市基礎設施的發展，與我們日常生活相關的熟悉產品正在不斷發展，以提供更高的性能、更好的能源效率和緊湊的尺寸。建筑工地或家庭DIY中使用的電動工具需要更小尺寸，同時又要提供更高的扭矩、更快的響應速度、更長的電池運行時間和更低的功耗。同樣，住房設備和家用電器（如空調、吸塵器和吹風機）強調更安靜的運行、更快的轉速和緊湊的設計。

實現這些創新的關鍵是電機控制系統，這是這類產品的核心。瑞薩電子的新型RA2T1微控制器（MCU）直接解決了這些挑戰，尤其是在矢量控制等高級電機控制技術中。

在電動工具中，通過120度導通控制等更簡單的方法控制的無刷電機面臨峰值電流和扭矩波動等問題。通過利用RA2T1的外圍功能過渡到矢量控制有助于克服這些問題。這通過使用單分流電流檢測方法來實現，該方法利用現有的直流鏈路電流檢測電路，最大限度地減少了對額外元件的需求。具體來說，RA2T1使用GPT定時器提供ADC轉換啟動請求鏈接功能，允許通過單分流電阻器進行電流檢測。此外，內置比較器和端口輸出啟用GPT（POEG）功能，可在異常時快速關閉PWM輸出，確保系統安全。

圖1：控制框圖示例

對于家用電器中的風扇應用，安靜運行、功耗和高輸出至關重要。一種有效的方法是實現矢量控制，該方法利用3/2分流電流檢測方法，該方法使用電機的3相電流信息。然而，單個ADC模塊通常會按順序轉換三個通道，這可能會導致電流測量中的時序差異而影響控制性能。RA2T1 MCU通過集成專用的3通道采樣保持ADC電路解決了這個問題，確保同步電流采樣而不會出現測量差異。這對于超過100,000 RPM轉速的高速電機尤其有益，可以提高電機的整體性能和運行效率。

圖2：具有3分流電流檢測的無傳感器矢量控制示例框圖

RA2T1

RA2T1 MCU搭載64MHz的ArmCortex-M23內核（RA2系列中最高頻率）提供支持，專為單電機控制量身定制。其優化的模擬和定時器功能，包括一個具有專用3通道采樣和保持電路的12位ADC、兩個高速比較器以及支持單分流電阻電流檢測的GPT16定時器兼容設計，簡化了系統設計并降低了整體元件成本。

圖3：RA2T1框圖

此外，RA2T1提供最小至QFN24（4mmx4mm）的緊湊型封裝選項，可在寬電壓范圍（1.6V至5.5V）內工作，并具有高精度內部振蕩器（±1.0% HOCO），進一步最大限度地減少了外部元件和總體成本。

作為對硬件的補充，RA2T1通過Renesas Motor Workbench（RMW）、電機控制套件（MCK）、QE for Motor等工具和全面的示例程序提供廣泛的軟件和開發支持，顯著簡化電機控制系統的評估和開發。

有關更多信息，請訪問RA2T1產品頁面并下載我們的詳細白皮書，以獲得更深入的技術見解。

RA2T1

https://www.renesas.cn/zh/products/ra2t1

Renesas Motor Workbench（RMW）

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/renesas-motor-workbench

電機控制套件（MCK）

https://www.renesas.cn/zh/design-resources/boards-kits/mck-ra2t1

QE for Motor

https://www.renesas.cn/zh/software-tool/qe-motor-development-assistance-tool-motor-applications