消费、家电、工业和汽车市场对精密电机控制解决方案的需求不断增加。根据应用情况，使用各种各样的电机类型;最常见的包括交流感应电动机、永磁同步电动机、无刷直流电动机和诸如开关磁阻电动机等较新的设计。事实上，以前由恒速、主馈式感应电机主导的许多应用，现在都需要复杂的变速控制。在某些应用中，如压缩机、风扇和泵，这种对复杂性的需求是由立法和消费者对更高运行效率的需求驱动的。在其他地方，过程控制、机器人和机床领域的高性能应用需要变速和更高的精度，这只能通过使用复杂的控制算法来实现。

这些运动控制系统的复杂控制算法的实时实现的关键是强大的数字信号处理器(dsp)的出现。*即使在要求不高但对成本敏感的应用中，如家用冰箱压缩机驱动器，DSP的功率也可以用来实现无传感器控制算法，从而降低系统成本并增加驱动器的整体鲁棒性。在高性能伺服驱动器中，DSP强大的计算能力可以通过矢量控制、纹波转矩减小、预测控制结构和非理想系统行为补偿来实现更精确的控制。

除了强大的DSP核心外，所有电机控制系统都需要大量的额外电路才能正确运行，包括以下功能:

• 电流或电压反馈的数字转换

• 脉冲宽度调制(PWM)模块用于生成逆变器开关命令

• 用于高性能应用的位置传感器接口

• 用于主机通信的串口

• 通用数字输入/输出端口。

Devices现在提供一系列基于DSP的单芯片电机控制解决方案，将这些外设功能与高性能DSP核心和所需内存集成在一起。这里介绍两种器件:ADMC330†，专为中低性能动态要求而设计，ADMC300†扩展了单芯片控制高性能伺服驱动器的能力。

基于dsp的ADMC330单片机电机控制器(见图1):ADMC330在单个芯片上集成了一个20 MIPS DSP核心、2Kword程序存储器RAM、2Kword程序存储器ROM、1Kword数据存储器RAM、2个串口和各种电机控制外设。DSP核心与16位定点ADSP-2171中使用的DSP核心相似。电机控制外设包括7个输入和一个基于比较器的ADC子系统，每个PWM周期允许4次转换。此外，一个复杂的3相，12位，PWM系统能够生成所有必要的逆变器开关信号，时间在100 ns以内，处理器开销最小。这些PWM信号的死区时间可以在处理器中调整，因此不需要外部逻辑。PWM单元包括用于无刷直流电机或电子换向电机的特殊模式，其中三个电机相位中只有两个同时进行。此外，ADMC330还包括8条数字I/O线、一个看门狗定时器、一个通用16位定时器和两个辅助PWM输出。

基于dsp的ADMC300单片机伺服电机控制器(图2):用于机器人和机床的高性能伺服驱动器需要高分辨率adc和位置传感器接口，以满足苛刻的性能要求。ADMC300以基于dsp的单芯片解决方案满足了这些应用的需求。ADMC300的附加功能适用于要求更高的应用，包括一个提高了25 mips性能的DSP核心。此外，程序内存RAM也增加了一倍，达到4K字。通过包含5个独立的sigma-delta adc来满足对多通道高分辨率adc的需求，这些adc提供12位分辨率。通过提供三条外部多路复用器控制线，使信号扩展成为可能。此外，ADMC300便于通过编码器接口进行位置传感，该编码器接口可轻松连接到增量编码器。

开发工具:由于软件是使用数字设备的关键，强大的处理能力需要一个同样强大的开发系统，以便在实际应用中使用这些复杂的电机控制器。这两款处理器都配备了全面的硬件和软件开发工具，允许快速原型开发和实际系统评估。在ADMC300和ADMC330中，程序存储器ROM块预编程带有监视器/调试器功能，可以访问处理器的内部寄存器和存储器。为了加快程序开发，ROM代码还包含一个有用的数学和电机控制实用程序库，可以从用户代码中调用。

每个类型的代码开发都有一个单独的评估委员会。这些评估板包含与处理器的许多外围功能的简单接口，因此该板可以很容易地集成到最终目标开发系统中。每个评估板包含一个UART接口，可用于将DSP控制器连接到基于windows的运动控制调试器程序。调试程序允许开发人员将代码下载到DSP，并监视或修改程序存储器、数据存储器、DSP寄存器和外围寄存器的内容。此外，还可以从Windows菜单中选择调试工具，包括断点、单步和连续运行操作。图3所示的ADMC330调试器的示例屏幕说明了该调试器的许多特性。还包括其他软件工具，如汇编器、链接器和PROM编程器。对于单机操作，评估板也可以使用外部存储器进行启动程序的保存。

ADvanced power IR train :为了开发真正的电机控制解决方案，DSP的计算能力必须与合适的电力电子转换器相结合，该转换器产生所需的电压，以响应控制命令驱动电机(并可以提供必要的电流)。ADvanced power IR列车板代表了现实世界电机控制系统开发系统的新起点。该板集成了Devices的高性能基于dsp的电机控制器和适当的International Rectifier [www.irf.com] Pow IR系列*集成电源模块;它提供了所有必要的电路，以允许开发各种应用的电机控制算法。使用插件式可互换处理器模块，用户可以选择适合应用程序的控制级别。

借助ADMC330处理器模块，该板可用于开发用于压缩机和洗衣机等应用的无刷直流电机的无传感器控制算法。此外，交流感应电机的简单矢量控制策略可以编程用于泵或风扇应用。如果需要更高的性能水平，可以安装ADMC300处理器模块，以实现异步电机的开环和闭环矢量控制，用于通用变速驱动器，造纸和纺织机械以及输送机等应用。采用ADMC300处理器模块，ADvanced power IR系列适用于使用感应电机、无刷直流电机或永磁同步电机开发高性能伺服控制器。

ADvanced power IR列车板集成了以下功能:

• 国际整流器集成电源模块。ADvanced power IR列车板包括一个能够驱动1马力三相电机的电源模块。该模块集成了一个三相二极管桥，可用于整流50/60 Hz三相电源。该功率模块还包括可直接连接到三相电机的基于igbt的三相逆变器。

• 可互换的处理器模块，使适当的基于dsp的电机控制器可用于您的应用程序。

• 一个UART接口到基于windows的程序开发环境，运动控制调试器

• 所有需要的栅极驱动电路。电路板将处理器模块产生的PWM信号直接馈送到国际整流器IR2132栅极驱动电路，该电路为逆变器中的三个低侧和三个高侧开关提供适当的驱动信号。

• 保护电路。ADvanced power IR列车在发生过压、过流、过温或接地故障时，可自动关闭电源级。传递到基于dsp的控制器的故障信号也可以用于合适的中断服务程序。

• 传感器电路。先进的功率红外列车板包括所有必要的电压和电流传感，以实现各种各样的控制结构。

*Pow IR列车是国际整流器公司的商标。

(1)设备Pow IR列车板已停产。