Motion-Control-Baukasten Zwanzig neue MCUs für die Motoransteurung

Von Gerd Kucera

Die neue Gruppe der RA6T2-Mikrocontroller umfasst zwanzig MCUs in fünf Gehäuseausführungen zur Motoransterung, etwa in der Gebäudeautomation und in generellen Industrieanwendungen.

(Bild: Renesas)

Alle neuen 32-Bit-MCUs mit der Bezeichnung RA6T2 basieren auf dem 240-MHz-Arm-Cortex-M33-Kern und haben Peripheriekomponenten, die auf hohe Leistung und präzise Motorsteuerung getrimmt sind. Etwa bieten zwei unabhängige ADC-Einheiten eine Hochgeschwindigkeits-Konvertierung mit einer maximalen Geschwindigkeit von 0,16 µs. Zudem stellen sie eine simultane Sample-and-Hold-Funktion für drei Kanäle zur Dreiphasenstromerfassung bereit. Zudem sind Verstärker eingebaut, die sich entsprechend dem Eingangsspannungsbereich einstellen lassen. Nun integriert sind bisher externe Analog-Komponenten einschließlich Komparatoren, die einen anormalen Spannungseingang und Überstrom erkennen. Zusätzlich erleichtert der einfach einstellbare PWM-Timer die Portierung bestehender Algorithmen.

Eine MCU für zwei BLDC-Motoren simultan

In Kombination mit anderen analogen Funktionen bieten die RA6T2-MCUs eine Safety-Funktion zur Unterbrechung des PWM-Ausgangs im Falle einer Fehlfunktion. Mit diesen Eigenschaften kann eine einzige RA6T2-MCU gleichzeitig zwei bürstenlose Gleichstrommotoren steuern.

Der integrierte Hardware-Beschleuniger umfasst sowohl eine trigonometrische Funktionseinheit (TFU) als auch einen IIR-Filter (Infinite Impulse Response). Die TFU führt Hochgeschwindigkeitsberechnungen durch, ohne dass hierfür Look-Up-Tabellen erforderlich sind, was eine effektive Nutzung des ROM ermöglicht. Mit dem IIR-Filter lassen sich die Koeffizienten so einstellen, dass die Portierung von bestehenden Algorithmen erleichtert wird.

Als Hauptmerkmale der RA6T2-MCUs nennt Renesas:

  • 240-MHz-Arm-Cortex-M33-Kern; 512 KB Flash ROM; 64 KB SRAM; 16 KB Datenflash.
  • Betriebstemperaturbereich von Ta=-40 ºC bis 105 ºC.
  • Betriebsspannung 2,7 V bis 3,6 V.
  • Fünf Gehäuseoptionen: 100-Pin-LQFP, 64-Pin-LQFP, 48-Pin-LQFP, 64-Pin-QFN, 48-Pin-QFN.
  • Trustzone-Security-Funktionen.
  • Unterstützung durch das Renesas Flexible Software Package (FSP) zur einfachen Portierung von Designs anderer Renesas-MCUs.
  • Integrierter Hardware-Beschleuniger mit TFU und IIR-Filter bietet höhere Leistung und geringere CPU-Last für parallele Aufgaben wie Kommunikation.
  • Integrierte Analogfunktionen wie zwei 12-Bit-ADCs, ein 12-Bit-DAC, ein Komparator und ein programmierbarer Verstärker (PGA).
  • PWM-Timer unterstützt sieben Arten von komplementären PWM-Modi für die Carrier-Generierung und realisiert verschiedene Steuerungsalgorithmen.
  • Integrierter GPT (General-Purpose Timer) mit 10 Kanälen, asynchroner Timer mit 2 Kanälen und ein Watchdog-Timer.
  • Integrierte Kommunikationsschnittstellen: CAN FD; zwei I2C; sechs SCI; zwei SPI.
  • DMA-Steuerung; Taktgenerator; On-Chip-Oszillator; Interrupt-Controller.
  • Zu den Safety-Funktionen gehören eine PWM-Ausgangsüberwachung, die den PWM-Ausgang abschaltet, wenn eine Fehlfunktion erkannt wird; Memory Protection Unit; ECC im SRAM, ADC-Selbsttest.

Winning Combinations für Antriebe

Renesas hat den RA6T2 mit komplementären Komponenten kombiniert, die nahtlos zusammenarbeiten, um so genannte Winning Combinations für die Motorsteuerung zu realisieren. Ein Beispiel für eine dieser Winning Combinations ist die BLDC-Traktionsmotorsteuerung, die auch den neuen, für die Motorsteuerung optimierten Smart Gate Driver RAA227063 von Renesas enthält. Renesas bietet mehr als 250 solcher Kombinationen mit kompatiblen Bausteinen für eine Vielzahl von Anwendungen und Endprodukten an.

Verfügbarkeit der MCUs

Alle zwanzig neuen RA6T2-MCUs sind ab sofort in fünf Gehäusevarianten erhältlich. Renesas bietet außerdem eine breite Palette von Entwicklungswerkzeugen an, darunter das RTK0EMA270S00020BJ Motor Control Kit, ein CPU-Board, ein Inverter-Board und ein GUI-Tool für die Motor Work Bench mit Echtzeit-Debugging und digitaler Oszilloskop-Funktion.

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