隨著機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備和精密自動(dòng)化系統(tǒng)的發(fā)展，對(duì)小型化、高精度且成本優(yōu)化的無刷直流（BLDC）伺服系統(tǒng)需求日益增長(zhǎng)。瑞薩電子推出的微型BLDC伺服開發(fā)方案，通過高度集成的芯片組合，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制、位置傳感與電源管理的一體化設(shè)計(jì)，支持高達(dá)75W的BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)，適用于空間受限且對(duì)動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求嚴(yán)苛的應(yīng)用場(chǎng)景。瑞薩電子代理商-中芯巨能為您提供瑞薩微型BLDC伺服系統(tǒng)開發(fā)方案框圖及相關(guān)芯片介紹。

該方案核心采用RA2T1微控制器，基于64MHz Arm Cortex-M23內(nèi)核，集成高性能電機(jī)控制外設(shè)，包括12位ADC、可編程增益放大器（PGA）和專用PWM定時(shí)器，支持FOC（磁場(chǎng)定向控制）、六步換向等多種控制算法。其片上閃存確保固件運(yùn)行的可靠性與高效性，同時(shí)支持實(shí)時(shí)調(diào)試與固件更新，便于系統(tǒng)優(yōu)化與維護(hù)。

位置反饋由RAA2P3226電感式位置傳感器IC提供。該器件采用無磁、雙線圈設(shè)計(jì)，通過金屬標(biāo)靶檢測(cè)旋轉(zhuǎn)或線性位置，具備19位分辨率和>0.01°絕對(duì)精度，傳播延遲低于100ns，可滿足高速伺服環(huán)路的實(shí)時(shí)性要求。其支持ABI、Step/Dir、UART和I2C等多種輸出接口，便于與RA2T1靈活連接。電感式傳感技術(shù)不受粉塵、油污和雜散磁場(chǎng)影響，工作溫度范圍達(dá)-40°C至125°C，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)光學(xué)或磁編碼器，特別適合工業(yè)與醫(yī)療等嚴(yán)苛環(huán)境。

系統(tǒng)電源由RAA211233降壓穩(wěn)壓器提供，該器件集成MOSFET，支持24V輸入、3A輸出，開關(guān)頻率1.4MHz，可實(shí)現(xiàn)高效、緊湊的電源設(shè)計(jì)。其小尺寸封裝（3mm×3mm）和高開關(guān)頻率有助于減小外部濾波元件體積，適用于空間受限的伺服驅(qū)動(dòng)器。該穩(wěn)壓器還具備過流、過溫保護(hù)功能，提升系統(tǒng)可靠性。

通信接口方面，推薦使用ISL3179E RS-485/422收發(fā)器，支持40Mbps高速通信，具備±25kV HBM ESD保護(hù)和故障安全功能，確保在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)距離、高噪聲環(huán)境下穩(wěn)定通信。其+125°C工作溫度范圍與伺服系統(tǒng)熱環(huán)境匹配，無需額外散熱措施。

該方案通過高度集成顯著減少BOM數(shù)量，降低系統(tǒng)成本與PCB面積。RA2T1直接采集RAA2P3226的位置信號(hào)，執(zhí)行FOC算法，生成PWM驅(qū)動(dòng)信號(hào)，經(jīng)預(yù)驅(qū)IC（外部可選）控制功率級(jí)。整個(gè)閉環(huán)控制在單MCU內(nèi)完成，系統(tǒng)響應(yīng)快，控制精度高。同時(shí)，電感式IPS無需磁體，簡(jiǎn)化機(jī)械裝配，提高長(zhǎng)期可靠性。

開發(fā)支持方面，瑞薩提供完整軟硬件資源，包括電機(jī)控制庫、FOC算法示例和評(píng)估板，加速客戶產(chǎn)品開發(fā)。此外，配套的網(wǎng)頁版線圈設(shè)計(jì)工具可幫助工程師快速定制和優(yōu)化傳感器線圈布局，縮短開發(fā)周期。

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