电机控制领域MCU产品发展及R7F0C系列新品发布

我国电机控制领域日益精进，亟需推出适配本土市场的MCU产品，以实现低能耗、强计算力和丰富的外设功能，确保高效处理性能。面对能源紧张和环保压力的双重挑战，电机驱动设计正趋向于更高能效、更优动态性能和更低噪音。因此，从传统AC电机转向更优的无刷直流电机（BLDC）和步进电机（SM），已成为电机控制设计的热门方向。皖南电机价格表

120°直流无刷电机与步进电机控制策略

众所周知，三个霍尔传感器间的间隔为120°，每个霍尔信号根据旋转磁极方向切换。根据三个霍尔信号的状态，每60°（每个周期六种模式）即可获取一次位置信息。若每相导通模式按此时序切换，旋转磁通将如上图产生，转子获得力矩并旋转。

图1：六种导通模式和转子位置范围

电机转速计算基于当前定时器计数值与2π[rad]前计数值之差。定时器计数值由霍尔信号触发的外部中断获取，定时器TAU在此期间自由计数。此测速法即便霍尔传感器存在位置偏差，仍可适用。

为启动电机并获取转子位置信息，需提供60°启动时序，触发霍尔信号对应的外部中断，并持续进行换相控制，使电机转动。任意时刻(n)占空比调整值由以下公式计算，以实现电机转速调节。

步进电机将电脉冲信号转换为角位移或线位移的开环控制电机。安徽皖南电机在非超载情况下，电机转速、停止位置仅取决于脉冲信号频率和数量，不受负载影响。接收脉冲信号后，步进驱动器驱动电机按设定方向转动固定角度（步距角），以固定角度逐步运行。通过控制脉冲数量实现角位移控制，实现精准定位；通过控制脉冲频率实现转速和加速度控制，实现调速。

图2：步进电机原理

针对我国电机控制应用需求，瑞萨电子推出多款面向本土市场的MCU产品，以实现低能耗、强计算力和丰富的外设功能，确保高效处理性能。皖南电机

R7F0C009系列

R7F0C009专为电动自行车、电动工具、家用电器等控制直流无刷电机的应用设计，采用RL78内核，具有高精度（±2%）片上振荡器、24MHz工作频率CPU和标准内置功能。同时，采用R8C家族的乘除法器和乘累加指令功能，降低总体成本，实现紧凑体积和低功耗。

图3：R7F0C009模块框图

该系列MCU配置为30-44管脚，*大16KFlash，集成*多12通道ADC和用于三相PWM驱动的电机控制专用定时器RD，特别适用于直流无刷电机。

图4：电机控制专用定时器RD用于三相PWM驱动

事件链接控制器（ELC）可自动/延迟触发定时器A/D采样，提高电机控制性能。

图5：事件链接控制器（ELC）功能

R7F0C009MCU集成可编程增益放大器和比较器，支持2通道比较（高/低速可选）、高速远行模式（电机电流反馈安徽皖南电机，防止过流保护）和低功耗低速远行模式（电池检测），实现电流监察保护。

图6：R7F0C009独有的可编程增益放大器/比较器

此外，多数管脚支持40mA大电流输出，减少外部驱动元件数量，降低成本。瑞萨电子同时提供电动自行车控制器和直流无刷电动工具的参考设计，缩短客户入门时间和产品开发周期。

R7F0C014系列

R7F0C014系列微控制器适用于逆变电机控制、软件调制解调器、家用电器、移动设备、医疗及保健设备等消费类电子、办公设备、工业设备等领域。采用RL78内核，提供32管脚LQFP（0.8mm管脚间距）和64管脚（0.5mm和0.65mm管脚间距）封装。

R7F0C014具有高精度（±1%）片上振荡器、32MHz工作频率CPU和标准内置功能。采用R8C家族的乘除法器和乘累加指令功能，降低总体成本，实现紧凑体积和低功耗。

图7：R7F0C014模块框图

R7F0C014支持宽电压工作（1.6V-5.5V工作电压），内置大量功能支持功能性安全（如A/D转换器测试功能），以及大容量Flash（128KBFlash，8KBRAM，8KB数据Flash），用户可添加安全相关代码，符合IEC和安规需求。皖南电机价格表

R7F0C806/807系列

R7F0C806/807系列微控制器具有高精度±2%片上振荡器（TA=0+40℃），使CPU运行达到20MHz成为可能。内置可选上电复位和看门狗定时器等功能，有助于实现紧凑尺寸和低功耗，降低系统搭建成本。

图8：R7F0C806/807模块框图

该系列产品具有20个引脚的SSOP和SOP封装，以及4KB-8KB闪存阵容，适用于小型家用电器和通用消费产品应用。

图9：R7F0C806/807实时输出控制电路

在实际应用中，通过使用TAU的PWM输出功能，可实现一个直流电机或两个步进电机的控制；通过产生因INTP0引起的中断，可截断输出；通过软件设定，可选择从强制截断时的Hi-Z输出、低电平输出、高电平输出和禁止截断输出的四种输出方式。