RX-T矢量控制的進一步進化！RX72T32 位高性能 200 MHz 操作微控制器

作者：時間：2025-09-16 來源：EEPW

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一、簡介

瑞薩電子RX72T是一款專為工業、家用電器和機器人電機控制優化的32位高性能微控制器。它基于RXv3內核，主頻200MHz，具備出色的實時計算能力（5.8 CoreMark/MHz），配備最高1MB程序閃存和128KB SRAM，確保復雜控制任務的高效執行。工作電壓2.7至5.5V，工作溫度范圍-40至105℃，適應多種惡劣環境。

RX72T擁有專用加速器，如RXv3寄存器批量保存和三角函數計算器，大幅提高電機控制效率。模擬增強功能強大，包括30通道12位A/D轉換器、2通道12位D/A轉換器、6通道比較器和6通道偽差分PGA，實現精準信號處理。200MHz PWM支持多種模式，如4通道3相互補、2通道5相互補和10通道單相互補，配合4通道高分辨率PWM（最小時間調節195ps），滿足復雜電機控制需求。同時，集成可信安全IP Lite（AES/TRNG），保障工業和家庭設備的數據傳輸與控制安全。

二、技術文章

電機控制應用于各類家用電器和工業設備，并且使用數量逐年增加。要發揮電機控制的性能，就需要位置信息，因此過去一直使用傳感器來檢測位置，但考慮到傳感器的可維護性，傳感器自身的成本、可靠性和環境耐候性，不使用傳感器（無位置傳感器或無傳感器）的控制方法逐漸成為主流。

然而，常規無傳感器方法是一種根據電流推算出電機旋轉產生的感應電壓從而獲得位置信息的算法，當電機轉速較低時，由于電機的物理特性，感應電壓較低，因此無法準確獲取位置信息，很難將無傳感器矢量控制應用于低速運行的應用。本期介紹的“全速域無位置傳感器矢量控制”是一種能夠在全速域下使用無傳感器矢量控制的解決方案。因此，可以在全速域下進行有效的控制，幫助降低功耗和提高產品性能。本期解決方案使用了適用電機控制的RX系列產品。

用于執行全速域無位置傳感器矢量控制的電機

為靈活運用本期解決方案，需要了解電機的類型和特性。永磁同步電機（無刷直流電機）包括兩大類電機：內嵌式永磁同步電機（IPMSM：Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）和表面式永磁同步電機（SPMSM：Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）。由于它們的磁鐵構成不同，因此電機的特性存在差異。特別是，IPMSM具有磁阻隨電機旋轉位置變化而變化（具有凸極效應）的特點，利用這種凸極效應，低速時也可以精準獲取位置信息。這就是能夠在全速域內進行無傳感器矢量控制的“關鍵”。

圖像

IPMSM

SPMSM

利弊

全速域無位置傳感器控制有利也有弊，因此不適用于所有應用。這里介紹解決方案的利和弊。在常規無傳感器矢量控制過程中，我們假設在低速時用無反饋的開環進行控制，并進行了比較。

優點是即使在低速旋轉時也可以適用無傳感器矢量控制，從而實現低功耗、穩定的扭矩輸出和高速啟動等功能。在常規無傳感器控制過程中，通常需要使用基于強行勵磁的磁力來固定位置，因此難點在于啟動花費時間，并且當超過一定負載時會發生脫調（失步）。然而，基于IPMSM的全速域無傳感器矢量控制可以精確地估算磁鐵的起始位置，因此與常規無傳感器控制相比，啟動更快更穩定。

主要缺點有CPU運算大幅增加，產生諧波噪音。由于用戶能聽到電機驅動時的諧波噪音，所以可能不適合在安靜場所使用的應用。可應用的電機并不能應用于所有PM電機，需要具有凸極效應的IPM電機。本解決方案要求d軸和q軸之間的電感差異大于20%。

總結這些特點，全速域無傳感器電機解決方案對于高速旋轉為主的應用來說效果較小，對于對噪音要求較高的應用來說，則需要研究相關對策。然而，它非常適合在低速旋轉下運行的應用、對耗電要求較高的電池驅動應用，以及在室外或工廠等中受噪聲影響較小的應用，從而使無傳感器矢量控制能夠應用于以往無法實現的速域。