16 ビット組み込み制御 ソリューション

PIC24 マイクロコントローラ • dsPIC® デジタルシグナル コントローラ

Microchip 社製 PIC24 マイクロコントローラと dsPIC® デジタルシグナル コントローラ

今日の組み込み市場では、製品の仕様と性能の要求を満たす事が重要な課題です。競争で優位に立つには、ソリューション コストと開発期間に焦点を当てる事も重要です。Microchip 社ではこれらの目標に合致するように、PIC24F、PIC24H、PIC24E、dsPIC33F、dsPIC33E を含む16ビット マイクロコントローラとデジタルシグナル コントローラを提供しています。

• PIC24F ファミリ

  PIC24F は低コスト低消費電力のマイクロコントローラ ファミリであり、16 MIPS の性能、最大1024 KB のフラッシュメモリを備えています。PIC24F は8 ビット マイクロコントローラでは対応の難しいアプリケーション向けに性能、メモリ、周辺モジュールを改良しており、以下のアプリケーションに最適です。

  • 低消費電力アプリケーション
  • スペースに制約のあるアプリケーション
  • 低コスト アプリケーション

• PIC24H およびPIC24E ファミリ

  PIC24H とPIC24E は要求水準のより高いアプリケーション向けに最大70 MIPSの性能と最大512 KB のフラッシュメモリを備え、高速かつ柔軟なPWM、高性能なA/D コンバータ、オペアンプ、CAN 等、リアルタイム応答向けに最適化済みの堅牢な各種周辺モジュールを内蔵しています。PIC24H およびPIC24E ファミリは以下のアプリケーションに最適です。

  • 車載アプリケーション
  • 機能安全装置アプリケーション
  • 産業用アプリケーション

• dsPIC33F およびdsPIC33E ファミリ

  デジタルシグナル コントローラ(DSC)であるdsPICファミリは、40ビットのアキュムレータを備えたデジタルシグナル プロセッサ(DSP)エンジンを内蔵する事で高度な数値演算機能を実現し、さらに高速高精度な制御ループと従来同様のマイクロコントローラの使いやすさを兼ね備えています。dsPIC33 DSCは最大70 MIPSの性能を持ち、高効率モータ制御、デジタル電源、その他の組み込み制御アプリケーションのための機能を内蔵すると同時に、最高150 ℃での動作、3 Vと5 V両方のアプリケーションに対応しています。dsPIC33ファミリは以下のアプリケーションに最適です。

  • • モータ制御アプリケーション
    • デジタル電源アプリケーション
    
  • • デジタル照明アプリケーション
    • 車載アプリケーション
    
  • • 産業用アプリケーション
    • 高性能アプリケーション
    

先進のモータ制御

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• dsPIC33 モータ制御ファミリは高性能コアとモータ制御専用周辺モジュールを備えています。これらのデバイスは、無償ソフトウェア ライブラリとモータ制御アルゴリズムでサポートされています。Microchip社の柔軟なモータ制御開発ボードは各種モータをサポートしており、開発期間短縮に貢献します。

  www.microchip.com/motor

• 16 ビットモータ制御製品

  • DSP 命令を備えた高性能dsPIC DSC コアにより精密な制御が可能
    • PI コントローラにより一定のトルクで可変速制御
    • 磁界制御(FOC) による優れた効率
  • 過酷環境に対応可能なdsPIC DSC コア(5V、70MIPS)
  • 高性能内蔵オペアンプ
  • 内蔵の高速ADC
  • 以下のアルゴリズムとアプリケーション ノートを提供:
    • BLDC, PMSM, ACIM
    • センサレス制御
    • 界磁制御(FOC)
    • 認証済みクラスB 安全ソフトウェア
  • 2 つのモータそれぞれをFOC で制御するデュアルモータ制御
  • 28 ～ 144 ピンの多彩なパッケージ
  • 低電圧/ 高電圧に対応するスケーラブルなモータ制御ツール
  • モータ制御PWM: 最大14 出力
    • 最大7 個のデューティ サイクル生成器
    • 独立または相補モード
    • プログラマブルなデッドタイム設定
    • エッジアラインまたはセンターアラインPWM
    • マニュアル出力優先制御、最大10 個のフォルト入力
    • PWM モジュールからトリガするADC サンプリング
  • 直交エンコーダ インターフェイス(QEI) モジュール
    • 最大2 モジュール
    • A 相、B 相、インデックス パルス入力
  • 大電流シンク/ ソース

• ソフトウェアと アプリケーション ノート

  

Simulink® を使った開発

Microchip 社は、モータ制御システムのSimulink® モデルをボタンを押すだけでコンパイルしdsPIC DSC に書き込む事ができる迅速な試作ソリューションを提供しています。Microchip 社製デバイスおよび開発ボードは、総合的なハードウェアおよびソフトウェア モータ制御ソリューション向けにSimulink ブロックセットおよびモデルをサポートしています。この2 つはお客様の新規のモータ制御設計の試作をより簡単にします。モータ制御開発を簡単にする手順は以下の通りです。

各種Simulink ツール

高効率デジタル電源および照明

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• dsPIC33「GS」DSC ファミリは、負荷条件が大きく変化しても高い効率が得られる先進アルゴリズムを使って高性能を発揮するように最適化されています。これらのデバイスは、デジタル電源とLED またはHID 照明用の専用周辺モジュール( 高速ADC およびPWM 等) を備えています。

  www.microchip.com/power

ソフトウェア ライブラリ

dsPIC33F/dsPIC33E 向け モータ制御ライブラリ

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• このライブラリはdsPIC33F およびdsPIC33E DSC ファミリ向けに最適化済みの関数ブロックを収めています。このモータ制御ライブラリに含まれる全関数には入出力があります。しかし、DSCの周辺モジュールにアクセスする事はありません。このライブラリの関数は、モータ制御アプリケーションを実装する効率的で柔軟な方法を実現するアプリケーション フレームワーク向けに設計されています。

motorBench™ 開発スイート

motorBench 開発スイートは先進のGUI を使ったモータ制御向けソフトウェア開発ツールであり、モータの重要パラメータの正確な計測とdsPIC33EP DSC のフィードバック制御ゲインの自動チューニングができます。詳細は、www.microchip.com/motorBench を参照してください。

モータ

お客様が用意されたモータを使う事もできますが、アプリケーション ノートで使っている動作保証済みモータをご購入頂くと、標準設定のままお使い頂く事ができます。

ハードウェア開発ボード

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• モータ制御スタータキット (MCSK) (DM330015)

  mTouch センシングを備えたMCSK スタータキットは、dsPIC33FJ16MC102 を使った統合開発プラットフォームです。本キットはUSB 接続のデバッガ/ プログラマ、駆動回路、オンボードBLDC モータ、ユーザ設定可能なスイッチ、速度制御用のLED インジケータ付きmTouch センシング スライダを含みます。

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• dsPICDEM ™ MCLV-2 開発ボード(DM330021-2)

  このボードを使うと、センサ付きまたはセンサレスのBLDC モータおよびPMSM 制御アプリケーションを低コストで評価および開発できます。また、dsPIC33E またはdsPIC33F DSC を搭載したMicrochip 社製100 ピンPIM と、特定のdsPIC DSC が内蔵するオペアンプまたはMCLV-2 ボード上の外付けオペアンプをサポートしています( この開発ボードにはオペアンプ内蔵dsPIC33EP256MC506 実装済みPIM (MA330031) が同梱されています)。このボードは定格最大48 V/15 A のモータ制御に対応し、各種通信チャンネルを備えています。

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• dsPICDEM MCHV-2 開発システム(DM330023-2)

  この高電圧開発システムはBLDC、PMSM、AC 誘導モータ(ACIM) のセンサ付き/ センサレス制御に対応します。インバータからの定格連続出力電流は6.5 A (RMS) で、入力が単相208 ～ 230 V の場合最大約2 kVA の出力が可能です。

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• 低電圧モータ制御開発セット (DV330100)

  この開発セットを使うと、BLDC モータとPMSM の両方またはどちらかを駆動するデュアル/ シングルモータ制御を低コストで評価および開発できます。dsPIC DSC 信号制御ボードは3.3 V および5 V デバイス、一般的なヒューマン インターフェイス機能、通信ポートをサポートしています。モータ制御10 ～24 Vドライバボード ( デュアル/ シングル) は最大10A の電流をサポートしています。

16 ビットデジタル電源/ 照明製品

• • PWM、ADC、CPU が効果的に連携
  • DSP 命令を備えた高性能コア
    • 制御ループを高速実行し、要求の厳しい電源アプリケーションにも対応
    • 高速かつ予測可能な割り込み
  • デジタル電源向けの高分解能PWM
    • デューティ サイクル、位相シフト、周期、デッドタイムを1 ns 単位で設定可能
    • 各種電源回路方式に柔軟に対応可能
  • ライブ アップデート機能
    • 出力制御を維持しながら動作中に全ファームウェアをアップデート可能
• • デジタル電源アプリケーションに最適化済みの超高速A/D コンバータ
  • 各種リファレンス デザインとアルゴリズム
    • Platinum 仕様に適合したAC/DC コンバータ
    • LLC 共振DC/DC コンバータ
    • クォーター ブリックDC/DC コンバータ
    • ソーラー マイクロ インバータ
    • インターリーブ方式の力率改善回路
    • オフラインUPS
  • 豊富なパッケージサイズおよびタイプ
    • 18 ～ 100 ピン、最小で4 × 4 mm
    • IPC-9592B に容易に準拠できる堅牢なパッケージ

ソフトウェアとアプリケーション ノート

開発ボード

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• デジタル電源向け MPLAB スタータキット (DM330017-2)

  このキットはdsPIC33EP64GS502 DSC を使って降圧型コンバータと昇圧型コンバータを実装しています。各コンバータは内蔵MOSFET 制御抵抗性負荷または外部負荷を駆動できます。このボードは電圧、電流、温度、フォルト状態を表示するLCD、プログラマ/ デバッガを備えています。