【HPMicro Inside】解锁高速高精度运动控制,先楫携手英太凌推出电感编码器

2024-05-28
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电感编技术通过其高分辨率传感器、精细的工艺设计、信号处理与优化以及温度补偿和校准等方面的综合特性,实现高精度运动控制,使其在需要精确控制位置或角度的应用场景中具有显著的优势。随着市场需求的不断增长和技术的日益成熟,电感编技术正迎来前所未有的发展机遇。杭州英太凌科技有限公司(以下简称“英太凌”)推出的搭载上海先楫半导体科技有限公司(以下简称“先楫半导体”)HPM5300高性能MCU芯片的20位全自制电感编码器,以其先进的软硬件技术设计、高稳定性和可靠性、灵敏的响应速度、较强的抗干扰能力等特质在市面上的众多产品中崭露头角。

“编码器作为实现精准控制和反馈的关键部件,其性能直接影响了整体系统的稳定性和精确度。而芯片,作为编码器的核心和灵魂,不仅负责数据的快速处理与传输,更保障了编码器在各种复杂环境下的可靠运行。先楫高性能芯片的赋能,以及先楫技术和商务团队的积极配合,为我们推出高效、精准的编码器产品提供了有力的保障。”

——杭州英太凌科技有限公司,总经理 周伟阳

“在工业自动化领域,对精确度的要求越来越高。先楫高性能芯片能够提供更高的分辨率和精度,使编码器能够捕捉到更细微的变化,从而实现精准运动控制。我们很高兴与英太凌团队合作研发编码器产品,他们有着敏锐的市场嗅觉和深厚的技术经验,能够最大化的发挥编码器产品的效用,始终保持在行业前列。”

——上海先楫半导体科技有限公司执行副总裁,市场销售 陈丹 (Danny Chen)

攻克技术难题

产品实现市场突围

•  精确的电磁分布

影响磁场的因素众多,如线圈布局、走线形状、材质、线径、线宽、空间距离等等。高精度电感编要求20位以上的分辨率,故需要稳定且精确的磁场分布。英太凌电感编码器方案采用三相磁场方式,相对于普通磁场,具备更强的抗干扰性,并且在PCB线圈走线和电磁仿真结果显示各项性能指标优。

•  具备灵活性及开发便利的软解码

软解码能够适配各种不同的操作系统和处理器架构,只需使用相应的解码库,就可以完成解码过程的开发。这降低了开发的难度和成本。本方案提供的软解码从动态的包络的信号中,通过游标算法解析包络,提高位置辨识分辨率。

•  高速的响应控制

为保证在解析和滤波时的响应速度与精度,需要合适的环路响应模型。本方案当前采用的是RDC环路模型,在4.4MHz激励下,分辨率可高达20bit。

(环路响应模型)

当前市面上主流的电感编技术专用芯片还是以国外大厂品牌为主,但存在一定风险。该品牌芯片不公开核心技术,技术研发无法做进一步扩展,并且产品售价高、开发难度大。


英太凌公司在考察该项目的时候发现先楫半导体HPM5300系列芯片,产品性能媲美国际品牌专用芯片,并且开发资源丰富、性价比高,还具备质量可靠及供应链可控等优势,在保障产品质量的同时可以帮助企业实现技术降本。

主打运动控制

先楫高性能MCU HPM5300系列

HPM5300是先楫半导体第一款全系列内置1 MB Flash的产品,同时内置288KB SRAM,极大避免了低速外部存储器引发的性能损失。模拟部分集成16bit ADC、12bit DAC以及运放,增强整个系统精度。HPM5300配置两个八通道的PWM模块,同时引入了PLB可编程逻辑单元,实现丰富、多逻辑的保护,提高了产品的稳定性。卓越的通讯能力在丰富的通讯接口上体现得淋漓尽致,HPM5300系列提供多种可灵活配置的接口,包含4路CAN-FD、多路UART/SPI/I2C以及USB OTG内置HS PHY,轻松实现各种接口类应用。

为了提高运控准确性,HPM5300系列支持各类位置传感器,包括光电式、磁感应和旋转变压器,同时提供灵活的编码器输入输出,兼容总线型、模拟类和脉冲型,匹配增量和绝对编码器各种输入输出信号形式,信号转化灵活、效率高。HPM5300系列可支持市面上主流的各类型编码器通讯协议,如多摩川、BISS-C、ENDAT、HIPERFACE等。

在全球工业自动化和数字化转型的大背景下,编码器已在诸多领域展现出其独特的价值,从传统的电机、机床、医疗设备到新兴的虚拟现实技术、人形机器人、无人机等,其身影无处不在。展望未来,先楫半导体将继续携手英太凌推出更多更加智能、高效、精准的编码器产品,针对细分市场需求,进一步拓宽编码器市场的应用前景。

关于先楫半导体(HPMicro)

“先楫半导体”(HPMicro)是一家致力于高性能嵌入式解决方案的半导体公司,总部位于上海,产品覆盖微控制器、微处理器和周边芯片,以及配套的开发工具和生态系统。公司成立于2020年6月,总部坐落于上海市浦东软件园区,并在天津、苏州、深圳和杭州均设立分公司。核心团队来自世界知名半导体公司管理团队,具有15年以上,超过20个SoC的丰富的研发及管理经验。先楫半导体以产品质量为本,所有产品均通过严格的可靠性测试。目前已经量产的高性能通用MCU产品包含HPM6700/6400、HPM6300、HPM6200、HPM5300及HPM6800系列,性能领先国际同类产品并通过AEC-Q100认证。公司已完成ISO9001质量管理认证和ISO 26262/IEC61508功能安全管理体系双认证,全力服务中国乃至全球的工业、汽车和能源市场。更多信息,请访问 https://hpmicro.com/

关于英太凌(ENTELLING

杭州英太凌科技有限公司,是一家集物联网智能终端、物联网平台、传感器、变频器、储能等研发生产的综合型技术公司。其脱胎于西子国际旗下杭州优迈科技有限公司研发部。母公司现有青山、横畈、嘉兴3家工厂,总占地面积超1000亩, 主要从事工业品与电梯核心部件的研发及制造, 拥有省级企业高新技术研发中心、 省级企业研究院及博士后科研工作站。