极海半导体：基于APM32F411的移动电源控制板应用方案

Release time：2024-08-06
author：AMEYA360
source：极海半导体
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　　旅游、野营与自驾游等户外活动带火了各类便携式电器设备，日益增长的充电需求推动了移动电源市场的繁荣。据中研网预测，全球移动电源市场预计到2029年依旧保持稳定增长，市场规模将达到10.87亿美元。

极海半导体：基于APM32F411的移动电源控制板应用方案

　　随着技术的发展，消费者对移动电源产品品质和体验提出了更高要求，除了储电量、安全性、便携度等基本要求，更具美观、多功能、人性化等优势的产品才能赢得消费者的青睐。采用极海APM32F411RET6工业级高适配型MCU作为主控的移动电源控制板方案，满足性能、功能、体积等综合设计需求，可帮助客户打造更具性价比和市场竞争力的移动电源产品。

　　基于APM32F411的移动电源控制板方案特点

极海半导体：基于APM32F411的移动电源控制板应用方案

　　该方案为3.6KW移动电源控制板，电池电芯为磷酸铁锂，采用内置双向逆变器模块，在小体积、高功率密度情况下，实现220V输入/输出、充电/用电双工作模式。主要特点：

　　多模式稳定充放电

　　·电池最大容量2048Wh，循环次数4000次;

　　·充电模式：支持220-240V交流电、500W车载充电、1000W(Max)太阳能板充电;

　　·输出模式：220V/2400W，AC输出220-240V，最大10A;

　　·支持USB输出，USB-A口最高18W，Type-C最高100W;

　　·支持车充输出12.6V/126W，DC5521最高12.6V/38W。

　　人性化多功能设计

　　·支持人机互动功能，采用SPI接口拓展外置LCD模块，可显示当前电量及后续工作时长、充放电工作状态、时间、实时温湿度、故障报警显示、定时输出等信息;

　　·通过薄膜开关按键输入，可以设置放电工作模式、超功输出模式、定时时长、报警类型阈值、密码保护及童锁、蓝牙连接等功能;

　　·内置EEPROM，保存系统设置及用户习惯性工作模式;

　　·内置温湿度传感器及高精度RTC芯片，与MCU通讯获取当前准确温湿度信息及时间信息;

　　·支持蓝牙拦截功能，用户可以通过蓝牙功能，使用手机APP与设备连接互动;

　　·支持LED照明功能，可通过手机APP或按键完成LED照明启停及亮度调节等操作;

　　·MCU内置CAN控制器，与BMS通讯获取EMS实时状态及电量数据。

　　多重安全保护机制

　　·内置APM32F411RET6，通过算法控制内置双向逆变器实现充放电功能，自动检测线路实时电流电压状况，保障设备正常工作，一旦发现故障，立即启动保护集中，通过保护继电器切断电路;

　　·内置电流传感器芯片检测线路电流，MCU通过传感器获取电流信息，及时与逆变器沟通并调整工作状态，起到系统保护及功率调节作用;

　　·可实现过放/过充/欠压/过载保护、静电保护、高低温保护、外部短路保护、压差保护、断路保护等，保障用电安全。

APM32F411 MCU性能优势

极海半导体：基于APM32F411的移动电源控制板应用方案

　　·基于 Cortex-M4F内核、120MHz高主频;

　　·Flash 512KB，SRAM 128KB，可满足同时与BMS系统、双向逆变器模块以及显示模块通信的需求;

　　·内置U(S)ART×6、SPI/I2S×5、I2C×3、CAN×2、以及USB/SDIO/SMC等接口，可外接电流传感器/RTC/EEPROM/LCD显示模组等，实现多种功能组合及快速响应控制;

　　·高精度12-bit ADC模块，可以获得更准确温湿度信息;

　　·SMC接口还可实现TFT屏驱动(8080接口屏)，提升用户使用体验。

　　APM32F411系列MCU已广泛应用于BMS、电力设备、充电桩、电机应用、3D打印、机器人、无人机等市场，产品性价比高、稳定性强、抗干扰性高、一致性高、供货周期稳定、同时具备成熟的开发生态，可帮助客户提高产品竞争力，缩短产品设计周期，加快产品上市时间。


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极海半导体36V三相电机专用栅极驱动器GHD3125R，专注提升系统性能与可靠性
行业新闻

极海半导体36V三相电机专用栅极驱动器GHD3125R，专注提升系统性能与可靠性

　　针对工业自动化与智能设备领域，极海正式发布性能优异的GHD3125R 36V三相电机专用栅极驱动器，专为提升电机控制专用技术而设计，具有高功率密度和效率，可有效提升系统性能与可靠性，广泛适用于手持设备、小功率水泵、落地扇、低压吊扇、空气净化器、循环泵、电动工具等直流无刷电机应用。　　GHD3125R是一款用于驱动P/N MOS功率管的36V三相栅极驱动IC，支持宽范围工作电压5.5V~30V ，提供3.3V/5V逻辑输入兼容，实现与不同逻辑电平电路工作。　　新产品低待机功耗可显著降低待机状态时的电力消耗，实现节能;在特定电压下，具备不同的输出电流能力，如在Vsup=24V时，HO输出电流为+260mA/-80 mA，LO输出电流为+50 mA /-240 mA。　　集成LDO，为芯片内外部提供电力支持　　GHD3125R集成了5V 低压差线性稳压器LDO，其带载能力为60mA，可为芯片内部逻辑电路与外部MCU供电，并且LDO具备重载启动保护功能，对于防止瞬态过流、保护电路、提高系统稳定性与安全性起到关键作用，同时帮助客户有效节省系统成本。　　多重保护功能设计，为系统安全保驾护航　　GHD3125R内置多种保护功能，其中电源欠压保护UVLO，可避免芯片因欠压出现各种故障;直通防止功能，可防止不必要的直通情况出现，以提升电路的安全性与稳定性;启动保护功能，有效确保芯片正常运行;过温保护功能，防止芯片因过热而损坏;内置400ns死区时间，可有效保护系统正常运行。　　高低侧通道匹配，灵活应对多样需求　　GHD3125R采用高低侧通道匹配设计，使芯片能同时满足高侧和低侧功率半导体器件的驱动需求，有效提高系统灵活性和整体性能。　　一站式方案设计，为各应用升级迭代赋能　　极海为广泛的电机应用提供灵活便捷、简单易用的丰富软硬件开发工具，以及资深电机团队的技术支持，方便工程师开发及进行移植测试等，助力客户项目快速实现升级迭代　　GHD3125R芯片工作温度范围为-40℃~105℃，提供SOP16封装，目前已正式投入量产供货并开发派样，索样可联系极海各办事处销售经理。
2025-03-25 09:02 reading：237
Geehy极海荣获21ic电子网“年度创新驱动奖”
企业动态

Geehy极海荣获21ic电子网“年度创新驱动奖”

　　在全球电子行业技术革新与产业跃升的浪潮中，21ic电子网秉承推动行业发展的使命，以“凝芯聚力，折硅逐梦”为主题，隆重公布年度奖项。这些奖项旨在表彰在芯片研发、市场拓展、生态协作等领域表现卓越的企业与团队，同时展示行业的标杆力量，激励更多企业在创新之路上不断迈进。　　Geehy极海凭借强大技术实力、卓越市场表现以及持续研发创新能力，荣获21ic电子网“年度创新驱动奖”。这一奖项是对极海在技术研发、市场拓展和行业影响力等方面的充分肯定，也是对极海以创新为驱动力，不断推动行业发展的高度认可。　　极海将以此为契机，继续秉持创新驱动的理念，加大研发投入，提升产品竞争力，拓展全球市场，为客户提供更优质的产品和服务。同时，极海也将积极参与行业生态建设，与合作伙伴共同推动电子行业的持续发展。
2025-03-20 09:20 reading：310
极海G32R501荣膺中国自动化及数字化“新质奖”
企业动态

极海G32R501荣膺中国自动化及数字化“新质奖”

　　3月13日，由中国工控网主办的2025中国自动化+数字化产业年会在无锡隆重举办。极海半导体(下文简称为“极海)作为工业领域国产集成电路芯片设计企业新质代表应邀参展并发表演讲。在会上，极海实时控制MCU产品线高级产品经理Louis Lu为到场嘉宾深度解析《国产芯动力 | 极海机器人芯片组合及综合解决方案》。　　同期，第二十三届中国自动化及数字化‘新质奖’”评选结果也在会上公布，该奖项面向自动化、数字化、工业机器人、工业互联等全产业链创新应用领域，旨在推举、传播中国新型工业化发展“里程碑”的创新产品及方案。经过用户投票、市场调研、大数据分析以及专家评选等多维度综合评判，极海G32R501实时控制MCU凭借其实时性、可靠性及创新性等优势，荣获工业芯“新质”奖殊荣。　　未来，极海将依托自身在芯片设计、算法优化以及系统集成方面的技术积累，以市场需求为导向，持续技术创新与产品优化，加强与机器人产业链上下游合作，为全球智能制造的新质发展添加核芯动力。
2025-03-17 09:59 reading：332
极海半导体： 极海G32R501 2.2kW高性能矢量变频器参考方案
行业新闻

极海半导体： 极海G32R501 2.2kW高性能矢量变频器参考方案

　　工业互联网、人工智能、物联网等创新技术的快速发展，推动变频器行业加速向智能化、数字化方向迈进。变频器不仅具备调速和节能功能，还能融合远程监控、故障预测和自适应控制等技术，显著提升设备的运行效率和稳定性，同时降低能耗和排放。这些特性使其更符合国际节能减排目标要求。　　极海2.2kW高性能矢量变频器参考方案介绍　　极海G32R501 2.2kW高性能通用矢量变频器参考方案，主要用于控制和调节三相交流同步电机的速度和转矩。采用高性能的矢量控制技术，低速高转矩输出，具有良好的动态特性、超强的过载能力、增加了用户可编程功能及后台监控软件，通讯总线功能，支持多种PG卡等，组合功能丰富强大，性能稳定。　　可用于纺织、造纸、拉丝、机床、包装、食品、 风机、水泵及各种自动化生产设备的驱动。　　软硬件介绍　　G32R501 2kW变频器参考方案，由功率板、控制板、按键显示板组成。　　本方案搭载无感观测器，实现高性能无感FOC控制，可实现调速范围：1:200;转速精度：±0.5%;转矩精度：5Hz以上±0.5%　　方案优势　　■ 基于G32R501实时控制MCU的单芯片方案　　■ 支持零速度切换，瞬停不停，提高设备运行的稳定性、安全性和连续性　　■ 支持电机参数静态辨识(电阻/电感/磁链)　　■ 同步电机驱动超强过载能力(可调可设)，提供更高灵活性和可靠性　　■ 载波频率：0.8kHz~16kHz，可根据负载特性自动运行，在控制精度、噪声、效率和适应性等方面具有显著优势　　■ PI自整定：模型参考自适应，自动优化控制参数，提高控制精度、动态响应和系统稳定性　　采用G32R501芯片在240MHz主频下，单核FLASH中运行时(路径：ITCM → FACC → Flash)，控制环路周期：62.5μs，优化等级为O2状态下，环路执行时间：<19.8μs(同类产品执行时间为24μs)。　　正反转零速切换　　支持正反转运行，实现零速度自由切换。通过优化控制策略在正反转切换时设置合理的过渡区和切换逻辑，实现电机在零速时的平滑切换，并采用状态机的滞环切换方案，确保电机在正反转切换时不会出现机械特性反转。　　IPD初始位置检测　　采用脉冲注入法：假定转子处于某一位置建立 dq 坐标系，将 0-360 电区间划分成 N 份，在每个区间打出等幅值脉冲并采集AB相电流。由于转子磁效应会影响电流变化率，和 S 极方向相同方向的电流变化率越大，和 N 极相同方向电流的变化率越小，找出电流变化率最大的脉冲对应的电角度，再叠加上代码假定的初始角度，即为转子的初始位置，在此基础上还可利用增量式光电编码器数值做抖动补偿。　　参数辨识　　支持电机参数静态辨识(电阻/电感/反电动势(磁链)),PI参数自整定，无需人工调试，一键运行。　　■ 电阻识别技术：采用直流注入法，给电机绕组施加直流电压，测量绕组中的直流电流，根据欧姆定律计算电阻，并对电流和电压进行低通滤波。　　■ 电感识别技术：采用脉冲电压法，在准确的两相旋转坐标系的 d、q 轴上注入正反向的高频脉冲电压，依据电压方程计算出 d、q 轴电感。　　■ 反电动势识别技术：采用状态观测器，通过对电机转子位置、速度和电流等状态的估计，实现对反电动势的观测和估计。　　■ PI参数自整定：通过建立闭环电机模型，引入临界增益和临界周期来确定最佳的Kp和Ki值。　　通过以上技术，可实现无传感器高精度控制。　　G32R501芯片特性　　■ 内核与存储：基于Cortex-M52双核架构，主频250MHz，配备紧耦合内存(ITCM、DTCM)、I/D-Cache，Flash预取，实时性能高;　　■ 扩展指令：极海自研紫电数学指令扩展单元，支持CRC运算、Viterbi、三角函数、除法、开方等数学运算;　　■ 增强型控制外设：　　· 16个PWM通道，多通道同步性能高，助力低速精准电机控制;　　· 灵活的IP联动功能，PWM模块具有额外两个比较子模块(CMPC、CMPD)专门用于产生同步事件，可在计数器任意时刻产生事件，同步事件可传递至任一PWM模块同步PWM相位，并触发ADC开始采样;　　■ 高精度模拟外设：　　· 3个3.45MSPS的12-bit高速ADC，快速准确采集模拟信号，减小信号延迟;　　· ADC支持3.3V/2.5V内部参考源，2.5V参考源时，电压分辨率可提升32%，提高反馈信号采样精度;　　■ 丰富通信接口：CAN×2、I2C×1、UART×2、SPI×2、QSPI×1、LIN、PMBus×1。　　极海G32R501 2kW高性能矢量变频器量产级参考方案，涵盖完整的软硬件设计，可提供全功能软件固件和变频器控制上位机PC调试工具，支持参数设置、JOG调试、故障排查、波形分析等功能;方案配有详细使用指南，方便工程师快速进行上手使用、性能评估以及二次开发。
2025-03-10 14:04 reading：311
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