TIDM-02007

Dual-axis servo drive with fast current loop (FCL) control reference design

TIDM-02007

設計ファイル

概要

This reference design presents a dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and software frequency response analyzer (SFRA) technologies on a single C2000 controller. The FCL utilizes dual core (CPU, CLA) parallel processing techniques to achieve a substantial improvement in control bandwidth and phase margin, to reduce the latency between feedback sampling and PWM update, to achieve higher control bandwidth and maximum modulation index, to improve DC bus utilization by the drive and to increase speed range of the motor. The integrated SFRA tool enables developers to quickly measure the frequency response of the application to tune speed and current controllers. Given the system-level integration and performance of C2000 series, MCUs have the ability to support dual-axis motor drive requirements simultaneously that delivers very robust position control with higher performance. The software is released within C2000Ware MotorControl SDK.

特長
  • Three-phase GaN inverter with wide-input voltage from 12-V to 60-V and 7-Arms, 10-A peak output current per phase
  • Precision-phase current sensing with high accuracy (0.1%) based inline shunt resistor on BoosterPack
  • Implement dual-axis motor drive with fast current loop (FCL) on a single F2837x or F28004x MCU on the existing hardware kit
  • Working software is compatible with F2837x or F28004x as a starting point for those with expertise or limited expertise
  • Enables outer position and velocity loop, and inner torque loop using FCL technique simultaneously to achieve fast response on each motor
  • Integrated SFRA tool to support tuning speed and current loops online separately
  • Incremental system builds are designed to verify the major software modules used in the system
  • Low PWM update latency (1.02 uS on F2837x, 2.02 us on F28004x) to achieve higher control bandwidth and modulation index

設計ファイルと製品

設計ファイル

すぐに使用できるシステム・ファイルをダウンロードすると、設計プロセスを迅速化できます。

JAJU769.PDF (6647 K)

リファレンス・デザインの概要と検証済みの性能テスト・データ

SLURAY0A.PDF (550 K)

設計レイアウトとコンポーネントを示した詳細な回路図

SLURAY1A.PDF (94 K)

設計に使用したコンポーネント、参照指定子、メーカー名や型番などを記入した詳細なリスト

製品

設計や代替製品候補に TI 製品を含めます。

C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280021100MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、32KB フラッシュ搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280023100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 64KB フラッシュ搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280023C100MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、64KB フラッシュ、CLB (構成可能ロジック・ブロック) 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280025100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュ搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280025C100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと CLB (構成可能ロジック・ブロック) 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280040-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280040C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041C車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280041C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 128KB フラッシュと InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック) と PGA (プログラマブル・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280045100MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、256KB フラッシュ、PGA、SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール) 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (MCU)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280048-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDF

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280048C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDFM (デル

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と PGA (プログラマブル・ゲイン・アンプ) と SDF

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049C100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理ブロック)

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F280049C-Q1車載対応、100MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 256KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と InstaSPIN-FOC と CLB (構成可能論理

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28075120MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、512KB フラッシュ、CLA (制御補償器アクセラレータ)、SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール) 搭載、C2000™ 32

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28075-Q1車載対応、120MHz、FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 512KB フラッシュと CLA (制御補償器アクセラレータ) と SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・モジュール) 搭

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28076120MHz、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、512KB フラッシュ、CLA (制御補償器アクセラレータ)、CLB (構成可能ロジック・ブロック)、SDFM (デルタ・シグマ・フィルタ・

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28374D800MIPS で、2 x CPU、2 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、512KB フラッシュ、EMIF、12 ビット ADC 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28374S400MIPS で、1 x CPU、1 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、512KB フラッシュ、EMIF、12 ビット ADC 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン (

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28375D800MIPS で、2 x CPU、2 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、EMIF、12 ビット ADC 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28375S

400MIPS、1 CPU、1 CLA、FPU、TMU、1024KB flash、EMIF、12bit ADC

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28375S-Q1車載対応、400MIPS、1 x CPU と 1 x CLA (制御補償器アクセラレータ) と FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 1024 KB フラッシュと EMIF と 12

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28376D

800MIPS、2 CPU、2 CLA、FPU、TMU、512KB flash、EMIF、16bit ADC

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28376S

400MIPS、1 CPU、1 CLA、FPU、TMU、512KB flash、EMIF、16bit ADC 搭載 C2000™™ 32bit MCU

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28377D800MIPS で、2 x CPU、2 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、EMIF、16 ビット ADC 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28377D-EP

800MIPS、2 CPU、2 CLA、FPU、TMU、1MB flash、EMIF、16bit ADC 搭載

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28377D-Q1車載対応、800MIPS、2 x CPU と 2 x CLA (制御補償器アクセラレータ) と FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 1024 KB フラッシュと EMIF と 16

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28377S400MIPS で、1 x CPU、1 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、EMIF、16 ビット ADC 搭載、C2000™ 32 ビット・マイコン

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28377S-Q1車載対応、400MIPS、1 x CPU と 1 x CLA (制御補償器アクセラレータ) と FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 1024 KB フラッシュと EMIF と 16

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28378D800MIPS で、2 x CPU、2 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、CLB (構成可能ロジック・ブロック)、EMIF、12 ビット ADC 搭載

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28378S400MIPS で、1 x CPU、1 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、CLB (構成可能ロジック・ブロック)、EMIF、12 ビット ADC 搭載

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28379D800MIPS で、2 x CPU、2 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、CLB (構成可能ロジック・ブロック)、EMIF、16 ビット ADC 搭載

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28379D-Q1車載対応、800MIPS、2 x CPU と 2 x CLA (制御補償器アクセラレータ) と FPU と TMU (三角関数算術演算ユニット) と 1024KB フラッシュと CLB (構成可能ロジ

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C2000 リアルタイム・マイコン

TMS320F28379S400MIPS、1 x CPU、1 x CLA、FPU、TMU (三角関数算術演算ユニット)、1024KB フラッシュ、CLB (構成可能ロジック・ブロック)、EMIF、16 ビット ADC 搭載、C

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GaN (窒化ガリウム) IC

LMG520080V GaN ハーフ・ブリッジ・パワー・ステージ

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絶縁型 DC/DC コンバータ とモジュール

LM50187.5 ~ 100V の広い入力電圧範囲、300mA、コンスタント・オンタイム同期整流降圧レギュレータ

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電流センス・アンプ・アナログ出力

INA240強化型 PWM 除去機能搭載、-4 ~ 80V、双方向、超高精度電流センス・アンプ

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開発を始める

ハードウェア

開発キット

LAUNCHXL-F28379D – C2000 Delfino MCUs F28379D LaunchPad 開発キット

LAUNCHXL-F28379D は、さまざまなプラグイン・ブースタパックと互換性のある TI のマイコン LaunchPad™ 開発キット・エコシステムに属しており、TMS320F2837xDTMS320F2837xSTMS320F2807x の各製品に適した低コストの評価 / 開発ツールです (以下の「特長」セクションに記載する推奨ブースタパック・プラグイン・モジュールと組み合わせて使用することをお勧めします)。LaunchPad 開発キットの拡張バージョンであり、2 個のブースタパックとの接続をサポートしています。LaunchPad 開発キットはアプリケーション開発の際に、標準化された使いやすいプラットフォームを提供します。

 

在庫あり
制限: 5
評価ボード

LAUNCHXL-F280049C – InstaSPIN-FOC 対応、C2000 Piccolo マイコン F280049C LaunchPad 開発キット

LAUNCHXL-F280049C は、TI (テキサス・インスツルメンツ) の C2000™ リアルタイム・コントローラである F28004x (...)
在庫あり
制限: 10
ドーター・カード

BOOSTXL-3PHGANINV – シャントベース・インライン・モーター位相電流センシング機能搭載、48V 3 相 GaN インバータの評価モジュール

BOOSTXL-3PHGANINV 評価基板は、サーボ・ドライブのような高精度ドライブを精密制御するために、高精度のインライン・シャント・ベース位相電流センシング機能を使用して、48V / 10A の 3 相 GaN インバータを実現します。

MathWorks MATLAB と Simulink の各サンプル・モデルは以下の情報を記録しています。

 

 

在庫あり
制限: 3

ソフトウェア

ソフトウェア開発キット (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK – C2000™ マイコン向けモーター制御ソフトウェア開発キット(SDK)

  • C2000™ マイコン(MCU)用のモーター制御 SDK は、さまざまな3相モーター制御アプリケーションで使用するために C2000 MCU ベースのモーター制御システムの開発時間を最小限に抑える目的で設計したソフトウェア・インフラ、ツール、資料の包括的なセットです。このソフトウェアは、C2000 モーター制御評価基板(EVM)で動作するファームウェアと、産業用ドライブおよびその他のモーター制御向けの TI (...)
サポートされている製品とハードウェア

サポートされている製品とハードウェア

C2000
  • F28002X
  • F28004X
  • F2807X
  • F2837XD
  • F2837XS
  • F2838X
ハードウェア
BOOSTXL-3PHGANINV 48-V Three-Phase Inverter With Shunt-Based In-Line Motor Phase Current Sensing Evaluation Module BOOSTXL-DRV8320RS DRV8320RS three-phase smart gate driver with buck and SPI interface evaluation module BOOSTXL-POSMGR C2000 DesignDRIVE position manager BoosterPack™ plug-in module LAUNCHXL-F280025C C2000™ real-time MCU F280025C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F280049C C2000 Piccolo MCU F280049C LaunchPad™ development kit LAUNCHXL-F28379D C2000 Delfino MCU F28379D LaunchPad™ development kit TIDM-02006 Distributed multi-axis servo drive over fast serial interface (FSI) reference design TIDM-02007 Dual-axis motor drive using fast current loop (FCL) and SFRA on a single MCU reference design TIDM-1011 Tamagawa T-Format Absolute Encoder Master Interface Reference Design for C2000 MCUs TMDSCNCD280025C TMS320F280025C controlCARD evaluation module TMDSCNCD280049C F280049C controlCARD Evaluation Module TMDSCNCD28379D F28379D controlCARD for C2000 Real time control development kits TMDSCNCD28388D F28388D controlCARD evaluation module TMDSHVMTRINSPIN High Voltage Motor Control Kit with InstaSPIN-FOC and InstaSPIN-MOTION enabled Piccolo MCU TMDXIDDK379D C2000 DesignDRIVE Development Kit for Industrial Motor Control

ダウンロード・オプション

ソフトウェア開発キット (SDK)

C2000WARE-MOTORCONTROL-SDK
MotorControl software development kit (SDK) for C2000™ MCUs

バージョン: 3.02.00.00
リリース日: 28 5 2021
EXPLORE IN THE CLOUD
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技術資料

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種類 タイトル 英語版のダウンロード 日付
設計ガイド 1 つの MCU で実行する高速電流ループ (FCL) と SFRA を使用した 2 軸モータ・ドライブのリファレンス・デザイン 英語版をダウンロード 2019年 11月 27日
その他の技術資料 TMS320F28379D LaunchPad Quick Start Guide (Rev. A) 2017年 8月 11日

関連する設計リソース

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開発キット
LAUNCHXL-F280025C C2000™ リアルタイム・マイコン F280025C LaunchPad™ 開発キット

サポートとトレーニング

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