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TI以分散式架构实现电源转换应用的即时资源控制
 

【CTIMES/SmartAuto 报导】   2020年04月15日 星期三

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在需要连续且具备高性能、高效率的即时电源转换领域,对设计工程师而言,投资可扩展与不间断的工业与汽车电源转换解决方案至关重要。这种需求更提升了对即时控制系统的需求,例如在伺服驱动系统、电力传输、电网基础设施和车载充电应用中对MCU每秒百万条指令(MIPS)的计算能力,脉宽调变器(PWM)和类比数位转换器(ADC)的数量。

整体C2000产品组合的周边装置与代码相容性
整体C2000产品组合的周边装置与代码相容性

同时,这也导致开发人员需要以简单且低风险的方式建立与维护其产品线。德州仪器产品行销工程师Osamah Ahmad便提出,性能可扩展性(performance scalability)和产品组合相容性(portfolio compatibility)为开发人员提供了一种省力又符合经济效益的方式,来扩展即时控制资源,并长期维护电源转换解决方案的平台。

透过分散式架构扩展即时控制资源

可再生能源的兴起带动了在诸如太阳能逆变器等应用中使用更高功率水平的趋势。随着功率水平的提高,需要更多即时控制资源。例如MIPS、PWM和ADC,这些都是功率转换过程中至关重要的零组件。解决此需求的典型方法是藉由单一中央控制器控制太阳能逆变器系统中的多个功率级。

然而,Osamah Ahmad表示,若该控制器的资源不足以解决更高的功率水平与越来越多的功率级时,该如何处理呢?分散式架构就是这个问题最好的解决方案。

Osamah Ahmad进一步解释,分散式架构的理念,就是连接多个即时控制MCU,以扩展系统可用的资源和周边装置的数量。此方案能使设计人员在不影响产品性能的前提下实现其产品要求的性能与效率。

.多晶片解决方案的成本

.藉由隔离和接囗速度连接多装置的复杂性

.主机/主处理器上缺少具有外部记忆体接囗的周边装置

德州仪器的C2000即时控制MCU产品组合藉由分散式架构实现电源转换的价值,同时解决了上述三个问题。

.该MCU产品组合的最新版本TMS320F28002x系列价格实惠,可帮助设计人员透过分散式架构最隹化BOM成本。此外,还具备其馀功能(如加速器、可配置逻辑、类比比较器和周边装置)可进一步最隹化系统成本。

.快速串行接囗(FSI)以高达200MBPS的速度实现可靠且强大的高速传输晶片(chip-to-chip)或板对板(board-to-board)通讯。与其他接囗(如CAN或SCI)相比,FSI更具优势。

CAN与SCI的速度慢且不提供偏移补偿(Skew compensation),并不适合作为连接多个MCU跨隔离通讯的解决方案。由於 FSI 固有的偏移补偿(Skew compensation)功能和速度,连接多个MCU以获得资源可扩展性成为一种省力且稳健的接囗选项

.F28002x中引入的主机接囗控制器(HIC)让MCU能够充当桥接器,使主处理器最终能间接获得控制器上的FSI和其他周边装置。无论您的主机处理器上是否提供FSI,F28002x都允许设计人员透过分散式架构实现可扩展性。

透过产品组合相容性简化迁移和平台开发

Osamah Ahmad指出,除了资源可扩展性,设计人员还面临构建和维护产品平台的挑战。为了有效实现这一点,需要一种省力且低风险的方法来构建从高阶到中阶再到低阶的产品线。

C2000即时控制MCU产品组合提供了跨系列装置的周边和代码相容性,减轻开发人员使用多种产品的工作量。这简化了基於类似MCU技术的产品迁移和构建过程,从而实现了可持续的平台解决方案。

在不断发展的汽车和工业电源转换市场中,设计人员正在寻找能够帮助他们应对2个关键设计挑战的创新解决方案:如何轻松扩展即时控制资源,以及如何建立与长期维护平台解决方案。透过FSI连接多个C2000即时控制MCU,以在太阳能逆变器和分散式多轴伺服驱动器(distributed multi-axis servo drive)等应用中实现可扩展的MIPS、PWM和ADC,这对扩展即时控制资源是一种省力、低风险且高经济效益的解决方案。

同时,C2000产品组合中系列装置的代码和周边装置相容性能够帮助使开发省力且低风险的长期平台。F28002x元件系列不仅提供了一种符合经济效益的方式,藉由分散式架构扩展即时控制资源,且与现有的C2000产品组合相容,使设计人员能够打造长期、可持续的解决方案。

關鍵字: TI 
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