Electronique Mag - Le journal de l'électronique.

Le microcontrôleur RL78/G1F intègre des compteurs et des rapides comparateurs ainsi que des périphériques améliorés afin de piloter les moteurs à haute vitesse sans avoir recours à des capteurs. Cela permet une forte reduction du côut système.

Renesas Electronics a annoncé aujourd’hui le groupe RL78/G1F de microcontrôleurs (MCU) multifonctions, enrichissant de 20 nouveaux membres sa famille RL78 de microcontrôleurs à faible consommation d’énergie. Compatibles avec la série des MCU RL78/G1x et dotés de fonctions périphériques améliorées, ces nouveaux composants simplifient le contrôle des moteurs à aimant permanent BLDC (Brushless DC motor) sans capteurs, assurant un fonctionnement d’une excellente précision à des vitesses de rotation accrues pour ces moteurs au sein des appareils et outils électroménagers économes en énergie.

Les appareils motorisés, tels que les aspirateurs et lave-vaisselle, ainsi que les outils électriques recherchent toujours une meilleure efficacité pour des coûts systèmes réduits. De ce fait, les moteurs traditionnels à capteurs de position intégrés ont été souvent abandonnés au profit des solutions à moteurs BLDC. Le nouveau RL78/G1F intègre un compteur rapide triphasé, des comparateurs dédiés et des amplificateurs opérationnels pour assurer le contrôle à haute vitesse sans nécessiter de capteurs. Les fonctions périphériques requises pour ce contrôle sans capteurs de position, comprenant des compteurs et comparateurs très rapides, permettent d’éliminer plus de 20 composants externes et de réduire les coûts de développement. En outre, Renesas a ajouté un compteur auxiliaire dédié au contrôle moteur pour garantir le meilleur fonctionnement sur une large gamme de vitesse.

Principales caractéristiques des microcontrôleurs RL78/G1F :

1) Un sous-système dédié au contrôle moteur dont un compteur auxiliaire fonctionnant à 64 MHz En plus des compteurs générant une sortie à Modulation de Largeur d’Impulsion (MLI) présents dans les MCU actuels de Renesas, et fonctionnant jusqu’à 64 MHz (max.), le RL78/G1F est doté d’un compteur auxiliaire dédié au contrôle moteur et fonctionnant à la même fréquence d’horloge. En combinant ce compteur avec le comparateur à haute vitesse, les nouveaux MCU permettent la détection de la position sans nécessiter de capteur, que le rotor soit à l’arrêt ou qu’il tourne à des vitesses élevées de plus de 30K tour per minute sous un contrôle par pas de 120 degrés. Ainsi la réalisation d’un contrôle moteur sophistiqué peut être assurée à faible coût, depuis la mise en route jusqu’à une rotation à haute vitesse.

2) Un PGA configurable par logiciel, à haut débit, permet de réduire les coûts et de simplifier le développement

L’amplificateur à gain programmable (Programmable Gain Amplifier, PGA) intégré à la puce affiche une vitess de balayage de plus de 3,0 V/µs (min.) et un facteur d’amplification variable de 4x à 32x sélectionnable par logiciel. Ainsi il est inutile d’ajouter un amplificateur externe pour détecter la tension ou d’éventuels pics de courant comme il est d’usage dans le contrôle du moteur BLDC. Le PGA dispose de broches pour les résistances à la masse en entrée et dans la boucle de réaction qui permettent l’amplification tout en assurant une forte immunité au bruit.

3) Un comparateur bi-canal à haute vitesse permet une détection fiable des pics de courant

Le RL78/G1F intègre un comparateur à haute vitesse, doté de deux canaux, caractérisé par un temps de réponse de 70 ns (max.), évitant ainsi de faire appel à un comparateur externe. Un canal peut utiliser la sortie du PGA comme signal d’entrée, assurant le rôle de détection des surintensités pour le circuit de l’onduleur lors du contrôle moteur sans balais. Une protection très fiable contre les surintensités peut s’appuyer sur la fonctionnalité PWMOP intégrée (note 1), qui utilise directement la sortie du comparateur pour couper immédiatement le signal vers le circuit de l’onduleur. L’autre canal du comparateur permet à l’utilisateur de sélectionner une combinaison arbitraire d’entrées positives et négatives parmi les quatre broches d’entrée afin d’effectuer la détection de la position du rotor pour le contrôle de moteur BLDC sans capteur ; il s’agit essentiellement de gérer les signaux Back EMF du moteur. Les deux canaux du comparateur permettent la sélection de la broche d’entrée externe, de la tension référence interne, ou de la sortie générée par le convertisseur N/A dédié pour faire office d’entrée négative.

4) Le convertisseur N/A et l’interface de communication IrDA (Note 2) Le RL78/G1F intègre un convertisseur N/A à un ou deux canaux, une fonctionnalité précédemment non disponible sur les produits comparables avec 64 Ko de mémoire flash ou moins. Renesas a également ajouté le support de l’IrDA à la fonctionnalité de communication série, élargissant la gamme d’applications possibles, telles que la simplification des tâches de diagnostic ou de surveillance.

5) Un boîtier de 4 x 4 mm² réduit l’empreinte PCB pour des applications plus compactes

Cette lignée de composants est dotée de boîtiers en version 24 broches HWQFN et en version compacte 36 broches WFLGA de format 4 x 4 mm². Les produits 36 broches WFLGA sont particulièrement bien adaptés aux systèmes en espace restreint. Bien qu’ils aient un faible nombre de broches, les MCU supportent une alimentation duale, permettant au processeur de fonctionner à 3 V ou 5 V, tout en soutenant la communication à 1,8 V avec des périphériques externes sans faire appel à un adaptateur de tension. En utilisant une sous-horloge générée en interne ou une entrée externe, il est possible d’assurer un fonctionnement à faible consommation d’énergie ou un fonctionnement intermittent sur des intervalles de temps variables, dans le but d’économiser l’énergie et donc de prolonger la durée de vie de la batterie.

Disponibilité

La lignée RL78/G1F se décline en 20 versions avec un brochage de 24 à 64 broches et des capacités de mémoire flash de 32 Ko ou 64 Ko. Des échantillons sont disponibles dès maintenant. La production de masse devrait commencer en juillet 2015 et pourrait atteindre les 1.000.000 unités par mois en décembre 2016. (La disponibilité est sujette à modification sans préavis.)

http://www.renesas.eu/