视频 | Qorvo PAC5556EVK1 开发套件评测

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电机自发明以来,一直广泛应用于工业自动化等领域,具有非常重要的应用价值。从上个世纪电机驱动靠笨重的继电器到现在电机驱动仅需要小巧的 MOS 或 IGBT,从 PLC 控制到现在大规模使用 MCU 进行控制。智能化和高度集成化已经成为了电机控制的未来发展方向。下面给大家介绍一款优秀的集电机控制及电机驱动的参考设计产品,由 Qorvo 推出的参考设计 PAC5556EVK1 开发套件
 
Qorvo PAC5556EVK1 开发套件是用于 PAC5556 电源应用控制器的完整评估和原型设计平台。该套件可通过一系列接头连接器访问 PAC5556 器件的每个信号。Qorvo PAC5556EVK1 具有 USB 转 UART 模块,用户可以通过传统的虚拟 COM 端口将评估模块连接到电脑。可以使用图形用户界面 (GUI) 软件套件控制应用特性。该开发套件支持访问 PAC5556 控制器的 SWD 和 JTAG 端口,实现闪存内编程和实时调试。
 
PAC5556EVK1 开箱
 
1
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
2
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
如图 1 和图 2 所示,Qorvo PAC5556EVK1 开发套件包装非常结实,均使用防静电袋包装,主要包括 PAC5556EVK1 评估主板、下载器以及下载连接线组成。
 
PAC5556EVK1 评估主板可通过 SWD 和 UART 接口与下载器进行连接,进行供电完成实时编程及实施调试;下载器通过一根 Micro-USB 线与 PC 相连,可通过 J-link 烧录程序。
 
相关资料
 
对于 Qorvo PAC5556EVK1 开发套件,贸泽电子官方提供了非常详细的资料,包括产品介绍、产品特性、产品应用、用户手册、原理图、BOM 等相应的信息,如图 3 —图 5 所示。
 
3
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
硬件介绍及产品特性
 
图 6 为 Qorvo PAC5556EVK1 开发套件的硬件分布图,该硬件图主要包括电源输入部分、整流部分、DC/DC 部分、PAC MCU 部分、SWD 调试接口、DAC 输出、UART 接口、霍尔传感器接口、三相逆变部分。电源输入部分输入交流三相电,主要包括 L、N 和 E(火线、零线和地线),整流部分用于将 220V 的交流电转换为稳定输出的直流电;MCU 为系统的主控部分,负责系统的控制工作;SWD 和 UART 接口为 Qorvo PAC5556 主板与调试器在线调试与通信的接口,DAC 输出接口可将系统的数字信号转换为模拟信号;霍尔传感器可提供电机转子的位置,进行电机的过零点检测及换相工作;三相逆变电路由 6 个 MOS 构成,用于驱动电机。
 
6
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
Qorvo PAC5556EVK1开发套件的特性如下:
 
非常适合用于高压(110/220V AC 标称电压、高达 450V DC 绝对最大电压)通用电源应用和控制器
单 IC PAC5556,具有 PWM 输出、ADC 输入、I2C、UART、SPI 和 GPIO
为最多三个半 H 桥(三相)逆变器提供栅极驱动
三个 PWM DAC,用于实时调试
霍尔传感器接口,用于基于传感器的应用
用于无传感器应用的电流和电压检测
 
应用框架
 
提到应用框架,就不得不提 Qorvo PAC5556 电源应用控制器。该控制器在单个优化的片上系统 (SoC) 中集成了基于闪存的高性能 MCU、电源管理、高侧和低侧栅极驱动器以及信号调理元件。PAC5556 基于 Arm® Cortex®-M4F 内核,针对交流供电无刷直流 (BLDC) 电机或永磁同步电机 (PMSM) 控制应用(如交流供电风扇、白色家电或压缩机)进行了优化。Qorvo PAC5556 还包括优化的硬件支持和软件库,符合 IEC/UL 60730 B 类安全标准。
 
PAC5556 包含一个 150MHz Arm® Cortex®-M4F(带 128kB闪存),可用于实现高性能电机控制和监控应用。MCU 还包含电机控制外设,如 12 位 2.5MSPS 双自动序列发生器 ADC 以及带有硬件死区时间插入的 PWM 定时器。PAC5556 包括一个集成的 N 沟道降压 DC-DC 控制器、一个 5V/200mA 转换器,以及用于 IC 和其他 PCB 系统电源的系统和电源管理元件的多个 LDO。Application-Specific Power Drivers™ 提供与外部逆变器一起使用的集成栅极驱动器。Configurable Analog Front-End™ (CAFE) 提供各类信号链元件,如差分和单端放大器、比较器和DAC。Qorvo PAC5556 采用 10mm x 10mm QFN1010-52 封装。基于 PAC5556 的应用框架如图 7 所示。
 
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
系统可输入直流或交流电进行供电,通过 AC-DC 或 DC-DC 电路进行变换后与系统的多模式电源管理系统交互,PAC5556 支持 UART、SPI、CAN 和 IIC 等多种通信方式,随后通过驱动电路驱动电机进行旋转,通过霍尔传感器反馈位置或无霍尔传感器的转子位置估算技术进行换向及调速,同时系统支持信号监测技术,可实时监测电流、电压及功率等信息。
 
上电实验
 
上电实验的硬件条件如下:
 
220V 稳压电源 
PAC5556EVK1 开发板
PAC5556EVK1 配套下载器及下载线
Micro-USB 数据线
直流无刷电机
 
上电实验需要观察 Qorvo PAC5556EVK1 开发套件驱动电机的驱动效果和工作稳定性。首先需要将下载器与评估主板进行连接,如图 8 所示。
 
8
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
将事先编写好的代码通过下载器下载到 Qorvo PAC5556EVK1 开发套件的主板中,其中主要使用 SWD 和 UART 接口。PAC5556 首先需要接电源线,将火线接入板子标注的 L,零线接入板子的 N,E 不接。板子的 SWD 接入 PAC5556 板载的调试器接口,其中需要注意 SD 和 SCL 接口的顺序,不要接反。板子的 UART 部分与 PAC5556 板载的通讯接口相连,其中需要注意 RX 和 TX 的接口顺序。随后接入电机,本次使用的无刷直流高速吹风筒电机,空载电流为 1A,额定转速为 120000rpm,额定功率为 120W,最终的实验图如图 9 所示。
 
9
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
利用示波器 GUI 观察工作情况,如图 10 所示。
 
10
 
PAC5556EVK1 开发套件
 
上图是电机相电流,通电后电机的转速较为稳定,工作性能良好。Qorvo PAC5556EVK1 开发套件可满足电机控制、天花板吊扇、家电、压缩机、水泵等多种电机应用。
 
小结
 
通过对 Qorvo PAC5556EVK1 开发套件的评估,我们可以发现,Qorvo PAC5556EVK1 开发套件凝聚了较为先进的控制技术和驱动技术,是一个非常强大的集控制和驱动为一体的开发套件,可满足客户快速开发及应用的需求。
 
 
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