瑞萨电子RL78/G1F微控制器简化无传感器无刷直流电机控制

RL78/G1F微控制器集成高速定时器、比较器和增强的外围设备，实现高转速电机控制和更低的系统成本

 

全球领先的半导体及解决方案供应商瑞萨电子株式会社（TSE：6723）发布了RL78/G1F系列多功能微控制器，为RL78族的低功耗微控制器系列增添20个新成员。增强了外围设备的功能并且兼容所有RL78/G1x系列微控制器，新产品进一步简化了无传感器无刷直流电机（BLDC电机）控制，为注重能效的家用电器和电动工具应用提供高速和高精度的精确电机控制。
 

随着真空吸尘器、洗碗机和冰箱等电机驱动设备和电动工具对节能和系统成本的要求日益提高，传统内置位置传感器电机正逐渐被无位置传感器无刷直流电机所取代。新发布的RL78/G1F微控制器集成了高速三相PWM定时器、专用比较器和运算放大器，可有效实现高速无传感器控制。无传感器控制所需的外围设备功能，如高速定时器和比较器等，在降低开发成本的同时还精简了多达20个外部组件。此外，瑞萨电子还为电机控制系统增加了一个专用的电机控制辅助定时器，以确保在宽转速范围内实现更好的控制功能。
 

RL78/G1F微控制器的主要特性：
 

（1）专用电机控制子系统，配备全新辅助定时器，最大频率可达64兆赫
 

瑞萨电子现有微控制器内置的脉宽调制输出（PWM）定时器可支持最大64MHz的运行频率，在此基础上，RL78/G1F系列又新添加了同等时钟频率的电机控制辅助定时器。在该定时器和高速比较器的辅助下，无论转子是处于静止状态或120度传导控制下超过每分钟3万转的转动状态，新的微控制器都可以实现无传感器位置传感。由此一来，从最初的启动到加速至高速旋转状态，都可以在低成本的前提下实现复杂的电机控制。
 

（2）可编程高转换速率PGA降低了成本、简化了开发过程
 

片上可编程增益放大器（PGA）的电压转换速率高达3.0V/µs（最小值），并且软件可以在4x到32x之间设置放大倍数。这样，无需外部放大器即可实现无刷直流电机控制中的电压检测或过流检测。该PGA配有输入和反馈电阻接地管脚，在放大器工作过程中可以降低通向微控制器的大电流噪音。
 

（3）双通道高速比较器实现可靠的过流检测和转子位置检测
 

RL78/G1F系列配有反应时间仅70ns（典型值）的双通道高速比较器，不再需要外部比较器。其中一个通道可以将PGA的输出作为输入信号，检测无刷电机控制过程中变频电路是否过流。内置功能（PWMOPA）能够使用比较器输出直接切断变频电路的输出信号，从而实现可靠的过流检测。另一通道的比较器允许用户选择4个输入管脚中的任意正负级组合来进行无传感器无刷直流电机控制的转子位置检测，以管理电机的反电动势信号。这两个通道都支持外部输入参考电压、内部参考电压，也可以将专用D/A转换器的输出作为负输入。
 

（4）D/A转换器和红外（IrDA））通信功能
 

RL78/G1F系列配有单或双通道D/A转换器，这是之前64KB及以下闪存大小的同等产品所不具备的特性。瑞萨电子还为串行通信功能增加了IrDA支持，扩大了应用范围，如简易诊断、监控、电子锁、手持终端等。
 

（5）4 mm × 4 mm封装减小了元器件封装，适用于更多紧凑型应用
 

产品系列包括24脚HWQFN和36脚WFLGA 4mm×4mm方形包装。36脚WFLGA产品尤其适用于空间受限的设备。微控制器虽然引脚少，但支持双电源，使微控制器可以在3V或5V电压下工作的同时能以1.8V电压和外部设备通讯，而无需外部电平转换器，。内部子时钟脉冲或外部输入时钟可实现低功耗运行和更长间隔时间的间歇运行，从而减低功耗耗、延长电池使用寿命。
 

定价和上市
 

RL78/G1F产品线包括20个不同的产品型号，可选择24-64的不同引脚数和32或64KB闪存空间。样品现已推出。大批量生产将于2015年7月启动。