市場では、効率性向上のために可変速ドライブ (VSD) モーター制御がますます求められています。電動モーター搭載家電製品は2011年の4億2000万台から2016年には5億1400万台に増加し、その間にVSDの普及市場シェアは約20％から40％に増加しました。
たとえば、長い間PSMモーターが標準であった冷蔵庫では、消費電力を削減するために永久磁石3相BLDCがますます設計されるようになっています。デザイナーにとって、これには新たな知識と専門知識が必要です。しかし、Infineon I-motionのおかげで、Cコードは必要なくなり、設計が大幅に簡素化され、リスクが最小限に抑えられます。
フィールド指向制御の場合、設計者は比較的複雑な数学を適用し、行列計算を実行する必要があります。標準的なソリューションでは、これをプログラムする必要があります。マイクロコントローラのパフォーマンスは非常に重要ですが、コードの書き方も重要です。Infineonのソリューションでは、フィールド指向制御のループがハードワイヤードされており、Cコードは不要であるため、一部のパラメータのみを構成する必要があります。この革新的なアーキテクチャのおかげで、3相モーター制御設計の初心者でも、数分以内にモーターを回転させることが可能になり、新しい構成をほぼ即座にテストできます。
InfineonのiMotion™ ソリューションは完全なシステム ソリューションです。つまり、モーター制御エンジン、マイクロコントローラ、およびすべての電源セクションを構成するためのソフトウェアが利用可能になります。電源セクションは、スタンドアロンのゲート ドライバとMOSFETまたはIGBTで個別に構成することも、これらすべてのデバイスをモジュールに含めることもできます。
iMotion™ コントローラー自体は、実際には3つのセクションに分かれています。
- マイクロコントローラ
- モーション コントロール エンジン (MCE) – センサレス コントロール エンジンの構成セクション
- アナログ信号エンジン (ASE) – 信号処理とADC
iMotion™ ポートフォリオには、いくつかのレベルの複雑さがあります。IRMCK099 はモーション コントロール エンジンですが、IRMCK1/3またはIRMCF1/3ファミリはモーション コントロール エンジンとマイクロコントローラを統合しています。最後に、IRDM982と3は、モーション コントロール エンジン、マイクロコントローラ、およびパワー ステージを組み合わせます。現在の要件に応じて、多かれ少なかれ統合されたソリューションがソリューションに適合します。実際、Power-QFN 12x12 mm2 に収められたIRDM983のような製品は、電力消費を最適化するためにボード上の必要なスペースをすべて占有するカスタマイズされた設計よりも熱を放散しません。
関数はすでにハードワイヤードされているため、実装するCコードはありません。すべての定数パラメータはパフォーマンスに合わせて変更できます。BLDCのコーディングは簡単ではなく、強力なマイクロコントローラだけが必要なタスクを実行できます。たとえば、プログラムは継続的に行列計算を実行する必要があります。実際、システムは、3相120度参照フレーム (各コイルの電流の計算用) を2軸直交参照フレーム (モーターの物理的位置用) に変換する必要があります。これはPark変換と呼ばれます。iMotionはこのハードルを取り除きます。
パラメータを計算するには、ウィザード ツールが大きな助けになります。
ウェルカム ページの後に、モーター、DCバス、オペアンプ、温度要件、モーター パラメーター、いくつかの保護要件、または必要なPWMの種類に関する質問のリストが表示されます。最終的に、パラメータはCコードのヘッダー ファイルとして、または単純なテキスト ファイルとしてエクスポートできます。
完了すると、MCE Designerツールがモーターを回転させます。以前にtxt形式で保存したパラメータ ファイルをインポートできます。
モーター ウィンドウに示されているように、モーターを起動および停止する関数が利用可能であり、設計者はCコードを記述することなく設計をテストする準備が整います。
結論として、InfineonのiMotion™ 開発プラットフォームのおかげで、高出力BLDCモーターを数分で回転させるために必要なすべての部品、ハードウェア、ソフトウェアが揃いました。これまでこのプロセスには、最初から広範な知識と面倒な組み込みプログラミング タスクが必要でした。iMotion™ により、エンジニアは可変速ドライブ (VSD) モーター制御を最適化する適切な構成を実現するために費やす日数を節約できます。