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[参考译文] MCT8316A:此芯片是否能够执行完全闭环控制

Guru**** 633105 points
Other Parts Discussed in Thread: MCT8316A, MCT8316Z, MCF8316A, MCF8316AEVM
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https://e2e.ti.com/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control

器件型号:MCT8316A
主题中讨论的其他部件:MCF8316AMCT8316ZMCF8316AEVM

您好,

我看到有新产品 MCT8316A 、MCF8316A、MCT8316Z。 我想做小伺服,我想知道,这可以做全闭环控制吗? 我想添加位置环。

谢谢!

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    您好、Rhea、

    这是 BLDC 电机吗? 您是否正在寻找位置控制? 使用 MCF8316A 可使用外部 MCU 实现位置控制、但我们需要查看规格以准确判断 MCF8316A 是否能够满足所有系统要求。 您能否分享以下详细信息?

    电机类型 - BLDC 还是有刷直流?

    2.电机转速和极对

    最大电压和电流额定值  

    位置精度。 (系统的方框图将帮助我们更好地理解)。

    此致、

    Vishnu  

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    [引用 userid="498310"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control ]我想做小伺服,我想知道,这可以做全闭环控制吗? 我想添加位置环。

    大家好、这听起来像是停止和移动位置控制应用、该部件是无传感器的、因此不适合该应用、除非主机使用位置编码器进行 BLDC 电机换向。

    位置环:您指的是编码器?

    Brian

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    您好,Vishnu,

    BLDC。

    其他参数可在以下附件中找到。

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    您好、Rhea、

    感谢您分享电机数据表。 我们可以使用 MCF8316A 进行位置控制、但如前 所述、我们需要使用外部 MCU 从 MCF8316A 读取转子角度、并处理距离角度、然后向 MCF8316A 发出停止命令。 此外、我们需要检查位置精度和分辨率、以查看 MCF8316A 是否能够满足目标。 我建议您首先尝试使用 MCF8316AEVM 旋转电机、并告知我们 您的系统中是否会使用外部 MCU。  

    此致、

    Vishnu

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    大家好、Vishnu、感谢您的回复、我是 Rhea 的客户、我就以上所有问题咨询了她。 是的、我们将使用外部 MCU 和高精度磁性编码器、例如17位磁性编码器、我们需要控制电机以达到精确的位置和速度、因为我看到 MCF8316A 没有内部位置环路和速度环路、 编码器没有硬件接口、因此我要问的问题是这是否可行。 谢谢你。

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    您好、Jeffery、

    [引用 userid="477151" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4412905 #4412905"]是的,我们将使用外部 MCU 和高精度磁性编码器(例如17位磁性编码器),并且我们需要控制电机以转至精确位置

    电机是否会在所需的确切位置停止? 如果没有、则使用无传感器、因为 MCT8316A 不是一个好选择、因为它将无法进行换向、因为没有过零 BEMF 检测来实现正确的换向。 使用有传感器驱动器是更好的选择。 一个可使用无传感器驱动器的选项: 运行对齐模式以查找转子位置后、旋转电机直至检测到编码器索引信号、然后编码器位置可用于映射电机转子位置、然后 MCU 可通过读取编码器计数对 BLDC 电机进行换向。 这种方法可以让您不必连接霍尔传感器的5线。

    Brian

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    Jeffery、

    了解客户将使用外部 MCU。 MCF8316A 没有位置环路、但有内部速度环路。 编码器输出必须连接到 MCU、MCU 应处理角度信息并向 MCF8316A 发送 STOP 命令。 通过此实现、可以将电机控制到命令位置。  

    此致、

    Vishnu

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    你(们)好

    感谢大家、根据以上答案、这似乎是一个可行的解决方案、我们将申请演示板进行测试和验证。 顺便说一下、有3种解决方案、 MCT8316A、MCF8316A、MCT8316Z 、您向我们推荐哪一种?  MCF8316A 是否最佳?  

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    Jeffrey、

    是的、我建议您将 MCF8316A 用于您的应用。  

    此致、

    Vishnu

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    [引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4412396 #4412396"]我们可以使用 MCF8316A 进行位置控制

    您好,Vishnu,

    MCF8316A 是一款无传感器驱动器、需要电机旋转以生成零交叉 BEMF、从而实现与电机的平滑换向。 在此应用中、电机需要执行伺服位置控制环路、这意味着有许多停止和移动、并且每个电机停止、驱动器将松开在对齐或 IPD 期间获知的电机转子的位置、 因此、在伺服位置控制期间、电机停止后、驱动器必须再次重复 IPD 或对齐过程才能驱动电机。 这将导致伺服位置控制中的延迟或断续。 这就是为什么我建议不要在此应用中使用无传感器驱动器的原因。

    Brian

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    您好 Brian、

    是否有任何具有传感器输入的类似推荐产品?  

    谢谢~

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    大家好、这是一个很好的候选人:

    MCT8316Z 含传感器梯形集成 FET BLDC 电机驱动器

    Brian

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    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4432092 #4432092"]
    我们可以使用 MCF8316A 进行位置控制

    您好,Vishnu,

    MCF8316A 是一款无传感器驱动器、需要电机旋转以生成零交叉 BEMF、从而实现与电机的平滑换向。 在此应用中、电机需要执行伺服位置控制环路、这意味着有许多停止和移动、并且每个电机停止、驱动器将松开在对齐或 IPD 期间获知的电机转子的位置、 因此、在伺服位置控制期间、电机停止后、驱动器必须再次重复 IPD 或对齐过程才能驱动电机。 这将导致伺服位置控制中的延迟或断续。 这就是为什么我建议不要在此应用中使用无传感器驱动器的原因。

    Brian

    [/报价]

    TI 的某个人能不能评论这个问题-- MCF8316A 能用于停止和移动位置伺服环路控制吗?

    我想知道无传感器驱动器是否可用于此类应用。

    Brian

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    Brian、

    独立的无传感器驱动器无法实现"停止和移动"位置控制、但可以在外部 MCU 的帮助下实现。 外部 MCU 可与霍尔或编码器连接、MCU 可执行位置控制并向无传感器驱动器发出 START/STOP 命令。  

    此致、

    Vishnu

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    您好,Vishnu,

    [引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4435970 #4435970"]独立 的无传感器驱动器无法实现"停止即用"位置控制、但可以借助外部 MCU 实现。 外部 MCU 可与霍尔或编码器连接、MCU 可执行位置控制并向无传感器驱动器发出 START/STOP 命令。  [/报价]

    即使外部 MCU 读取3个霍尔信号、MCU 也无法控制用于无刷换向的3个输出 A、B、C。 8316A 驱动器只有一个 PWM 输入用于速度控制、因此 MCU 无法控制电机换向。 我在这里缺少什么吗?

    我相信这里的用户 Rhea Gao 会发现这个驱动器芯片不能实现停止和运行闭环伺服控制。  

    Brian

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    换言  之、BLDC 电机由8316A 换向、而不是通过任何其他方式换向、因为用户必须选择其中一种启动模式:对齐或 IPD、并且无法禁用它、并使用外部 MCU 执行换向任务。

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    外部 MCU 仅用于向电机驱动器 IC 发送启动/停止命令。 它不用于执行电机控制算法。 您是否正在使用 MCT8316A 处理任何位置控制应用?

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    您好,Vishnu,

    我所说的是、MCT8316A 不能作为客户在位置控制应用中驱动电机、即使使用外部 MCU 读取的霍尔信号或位置编码器、MCU 也无法控制三相线环以实现正确换向。

    [引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4413920 #4413920">了解客户将使用外部 MCU。 MCF8316A 没有位置环路、但有内部速度环路。 编码器输出必须连接到 MCU、MCU 应处理角度信息并向 MCF8316A 发送 STOP 命令。 通过此实现、可以将电机控制到所需的位置。
    外部 MCU 仅用于向电机驱动器 IC 发送启动/停止命令。 它不用于执行电机控制算法。[/quot]

    使用此驱动程序 MCF8316A 进行位置伺服环路控制的建议是一个错误建议、因为:

    1. MCF8316A 不能用于停止和运行电机应用。 该驱动器仅用于速度控制、这意味着电机在大多数时间内持续运行、例如电动泵、风扇等  

    2.即使使用制动 器将电机停止在所需位置、制动功能也无法通过短接3个下部 FET 将电机停止在精确位置、因此无法通过短接制动器将电机缩短3个相位、 它不会在精确的位置停止电机。 假设当 MCU 读取编码器并希望在编码器位置计数为500时停止电机、它会将制动信号命令到8316A、 但8316A 无法立即停止编码器计数500、因为即使三相短接在一起、电机动力流也会过冲。

    [报价 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4437681 #4437681"]您是否正在使用 MCT8316A 处理任何位置控制应用?

    不能、8316x 的所有型号都不适用于位置控制应用。 它们仅用于速度控制。

    Brian  

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    尊敬的 Rhea 和 Jeffery:

    [引用 userid="498310" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control。]我看到有新产品 MCT8316A 、MCF8316A、MCT8316Z。 我想做小伺服,我想知道,这可以做全闭环控制吗?[/quot]

    所有这些芯片都不适用于位置伺服闭环控制。 无法在特定编码器位置计数停止电机。 这些驱动器仅用于速度控制。

    很抱歉、我建议使用8316Z、它可以通过霍尔传感器反馈在停止和运行模式下驱动电机、但它无法将电机停止在您想要的位置。 请查找具有3个或6个 PWM 输入的其他驱动器芯片、以便 MCU 可以独立控制电机3相。

    Brian

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    [引用 userid="106056" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4437734 #4437734"]即使使用制动器 将电机停止在所需位置、制动功能也无法通过短接3个下部 FET 来将电机停止在精确位置、因为它仅短路3个相位、 它不会在精确的位置停止电机。 假设当 MCU 读取编码器并希望在编码器位置计数为500时停止电机、它会将制动信号命令到8316A、 但8316A 无法立即停止编码器计数500、因为即使三个相位短接在一起、电机动力流也会过冲。[/引述]

    MCF8316A 具有称为"对齐制动"的制动功能、可在配置的对齐角度下制动电机。 它将直流电流施加到电机相位、并以配置的对齐角度制动电机。  有关更多详细信息、请参阅数据表中的第7.3.19.6节。

    此致、

    Vishnu

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    [引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4437747 #4437747"]有关 详细信息、请参阅数据表中的第7.3.19.6节。

    我已尝试在本数据表中搜索第7.3.19.6节- 2022年2月修订、但找不到。 这是浪费时间、因为我认为这是一个拼写错误。

     https://www.ti.com/lit/ds/symlink/mct8316a.pdf?ts=1670459875841&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.ti.com%252Fproduct%252FMCT8316A

    无论如何、MTR_STOP 仅具有5个设置选项、并且它们都不能根据用户需要以特定编码器计数停止电机。 这些停止模式只能使电机减速并停止、但不能保证在特定位置编码器计数处停止。 它的停止速度取决于电机负载惯性。

    请注意、我认为您没有为客户提供具体的解决方案、而是在推测。 执行位置伺服环路控制的唯一方法是在 MCU 中具有控制环路、例如 PID 控制环路、该控制环路根据位置误差=所需位置-反馈编码器位置计算电机的相电压、 然后将 PID 滤波器应用到误差值。

    Brian

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    您好 Brian、

    请参阅 MCF8316A 数据表中的第7.3.19.6节。 我在上一篇文章中提到了"MCF8316A"、但您似乎正在查看 MCT8316A 数据表。  

    此致、

    Vishnu

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    您好,Vishnu,

    [引用 userid="435464" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4437901 #4437901"]请参阅 MCF8316A 数据表中的第7.3.19.6节。

    感谢您向我介绍 MCF8316A 数据表、因为我忽略了多样性选项。 那么、这里是对齐制动功能:

    "7.3.19.6通过将 MTR_STOP 设置为101b 来配置对齐制动模式。 MCF8316A 还可以通过制动销进入对齐制动状态。 在此模式下、MCF8316A 通过特定相位模式在 MTR_STOP_BRK_TIME 配置的特定时间内注入直流电流来对齐电机。 对齐期间的相位模式是根据需要执行对齐的角度生成的、该角度可以通过 ALIGING_ANGLE 或最后一个换向角进行配置。 ALIG_RECAL_ANGAL_SEL 可配置为决定 MCF8316A 使用的对齐角度。 对齐制动期间的电流限制阈值通过 ALIGIN_OR_SLOW_CURRENT LIMIT 进行配置。"

    我理解这一特性、这与驱动器启动无传感器电机时的对齐模式类似、以便在电机转子旋转之前与之同步。 同样、向特定电机相位注入的直流电流不能按用户需要将电机恰好停在所需的位置编码器计数、因为驱动器没有目标位置编码器计数的信息、 如果制动相电流导致转子锁定在编码器计数400而不是所需计数500、该怎么办? 请记住,进入电机相位的注入电流只会将转子锁定在离散的位置或角度,这取决于转子磁体的数量--更多的磁体,然后更好的锁定角分辨率,更少的磁体具有更小的角分辨率。 考虑下面的客户目标:他们希望根据17位编码器在精确的位置停止电机- 每360*的128K 计数、或精度优于0.003度、而对齐制动器可以实现的最佳效果是16磁体电机的1/8转= 45度分辨率!! (取决于电机负载惯性、旋转负载的动力将超过目标制动位置、因此转子可能会在通过下一个磁体后停止、或90度或135度。) 因此、该驱动器无法用于客户的位置伺服控制。  

    [引用 userid="477151" URL"~/support/motor-drivers-group/motor-drivers/f/motor-drivers-forum/1171989/mct8316a-whether-this-chip-can-do-full-closed-loop-control/4412905 #4412905"]是的,我们将使用外部 MCU 和高精度磁性编码器(例如17位磁性编码器),并且我们需要控制电机以转到精确位置

    此致、

    Brian