大多数电路板都是定制的,因为电路板开发往往是以用不同的性能标准解决新问题或旧问题为目标。无论是哪种情况,电路板都必须通过设计⇒构建⇒测试(DBT)迭代流程,确保PCBA原型的质量和生产水平。使用已审核的子系统设计可以更有效地完成迭代流程。
将已审核的子系统设计应用到系统开发意味着需使用参考设计或评估板。常见参考板有很多,包括Arduino、Raspberry Pi以及用于新产品原型制作的参考板。不过这些参考板不适用于特殊处理器、FPGAs或特定功能。
例如,电机控制需要传感和反馈控制,此时无法使用常见参考板。不过有专门为特殊应用而构建的评估板,如Trinamic TMC4671-EVAL板。下列介绍了Trinamic TMC4671-EVAL板及其优化。
TMC4671集成电路与评估板
TMC4671评估板的核心是TMC4671伺服控制器。这款QFN76封装集成电路(IC)是专为控制1ɸ有刷直流电机、无刷直流电机(BLDCs)、2ɸ步进电机和3ɸ永磁同步电机(pmsms)而设计的。可控制多种电机类型是TMC4671的主要优势。
为了执行控制功能,控制器安装在评估板上,评估板包括下图所示的元件(数据来自TMC4671-EVAL数据手册)。
如上图所示,TMC4671板是多功能评估板,包括一个25MHz的时钟、通用异步收发传输器(UART)、脉宽调制(PWM)、串行外设接口(SPI)和监控接口,可用于以电机为主要系统元件的应用中。
TMC4671常见应用
TMC4671数据手册有很多,其中TMC4671-EVAL数据手册可能最为重要。TMC4671-EVAL数据手册不仅包括所有重要的产品特性和电气参数(将在下一节中讨论),还提供了电机控制操作的图表(如下表)。
除了TMC4671方框图之外,上图还以图形方式说明了如何执行反馈指令(电机控制中最重要的环节)。如图所示,输出电流(至电机)以及电机的编码传感器输入包括反馈数据,捕捉和处理反馈数据以确定误差量和校正的必要性。此外,TMC4671-EVAL数据手册详细说明了如何在TMC4671-EVAL常见应用系统中操作和控制单相、两相和三相电机。
TMC4671评估板的常见应用
- 挑选和放置机器
- 工厂自动化
- 实验室自动化
- 机器人
- 驱动器
- 鼓风机
- 电子移动
如列表所示,TMC4671-EVAL广泛应用于传统工业系统和先进工业系统。
TMC4671参数和替代方案
TMC4671确实对参数有限制性要求,在如下所示最大额定值参数上有所体现。
除此之外,TMC4671将DC参数限制在下列范围内。
若应用不满足上述参数要求,可从Trinamic推荐的替代品中找到其他评估板。
替代板及附件
Trinamic还提供了几种TMC4671替代板及附件可供选择,帮助用户加速开发过程,其中包括:
TMC4671分线板(BOB)
快速原型设计
带TMC6100 BOB的TMC4671板
在一个单板上使用TMC6100与TMC4671
TMC4671-LEV-REF
适用于电动汽车应用
参考设计的使用本身就是进行更高效开发的一种手段。此外,控制器编程、控制器与系统的同步以及MCAD集成也是优化开发的方向。
优化TMC4671开发流程
Trinamic数据手册及其免费开发软件是构建TMC4671-EVAL板应用系统的必备工具。但是也有其他问题可能会导致系统级开发的延迟并增加开发成本。例如,ECAD和MCAD模型集成通常需要电气开发团队和机械开发团队多次沟通与反馈。不过使用参考设计模板可以大大简化TMC4671板的沟通过程。
如上图所示,可以通过Ultra Librarian访问Cadence OrCAD等流行ECAD软件的参考设计模板及其他电子零件,即从单一信息源获取TMC4671系统设计所需的资料。这种方法是优化开发过程的最佳选择。
Ultra Librarian可以整合所有来源和CAD信息,帮助用户快速找到常见元件或常用ECAD应用程序的CAD模型。此外,使用Ultra Librarian可确保参考板和评估板(如TMC4671)设计数据的准确性,以及与厂商数据手册的一致性。今日免费注册。