瑞萨电子—感应式绝对位置传感器解决方案

发布时间：2022-10-14 09:38
作者：Ameya360
来源：网络
阅读量：2898

　　在高度自动化的现代工厂里，随着人们对高精度、高效率和低成本的要求不断增加，电感式位置传感器正取代霍尔效应位置传感器和旧的磁性旋转变压器解决方案，成为电机控制设计的理想选择。并且由于电感产品也更利于集成到简单、紧凑的印刷电路板（PCB）中，因此可进一步满足更轻、更小、更低成本的需求。

　　在本篇文章中，瑞萨电子为您带来了一款感应式绝对位置传感器解决方案，此方案不仅简单而且由于它采用现成的器件构造而成（即：一个标准型PCB板、一个瑞萨位置传感器、一些简单的无源器件和一块作用于感应目标的金属），因此其极具成本效益，且最高能够支持高达250,000RPM的转速。

瑞萨电子—感应式绝对位置传感器解决方案

　　系统框图

　　本方案采用双IPS2200感应式位置传感器（IPS）进行绝对位置检测，优化了线圈尺寸，而且模块的封装与主流市场35mm电机设计趋势保持一致，这增加了方案的普适性。IPS2200感应式位置传感器围绕电机而设计，其将传感器扇区的数量与电机极对数相匹配，从而最大程度提高精度，同时适应离轴（穿轴和侧轴）与轴端布置。与传统旋转变压器相比，无磁铁的IPS2200的厚度可薄至十分之一，重量可轻至百分之一，且电转速高达250krpm。

　　得益于该传感器的轻薄外形和完全杂散磁场免疫使电机集成化更加容易，并为客户提供自主制造旋转变压器替代方案所需的标准材料，进一步降低BOM成本。与旋转变压器或基于磁性的解决方案相比，IPS2200通过四线或六线连接，即可实现最高10倍的速度和极低的延迟。

　　此方案在进行布局设计时，位置传感元件并不在瑞萨电子IC的内部，而是PCB板上的一组线圈。这样布局的好处在于传感器可作为一个系统，根据客户的应用场景进行定制和设计。

　　在MCU的选型上，本方案采用了一款具备片上浮点单元（FPU）的32位MCU——RX24T，其在正常工作状态下，频率可达80MHz。该MCU适用于双逆变器控制，可同时驱动两组电机并能够对复杂的逆变器控制算法进行高效编译。

　　此外，方案中还采用了RAA214250低压差线性稳压器，该器件工作电压范围为2.5V至20V，输出电流最高可达500mA，典型压差为269mV。输出电压可通过外部反馈电阻在1.224V至18V范围内进行调节。

　　借助以上器件的特性

　　本方案具备以下几大系统优势

　　具有成本效益且支持更快的转速（最高达250,000RPM）。

　　此解决方案可根据客户应用场景进行设计，因为它支持三种机械结构类型，而且电机电极对数与传感器扇区数量相匹配。

　　此MCU有三个ADC单元，具有专用通道采样保持功能。AD转换可通过同步触发器启动。

　　高精度，实际分辨率：15位，精度：12位。

　　可应用于

　　BLDC转子位置探测检测；适用于任何电极对数。

　　替代无刷旋转变压器。

　　无磁铁转子速度传感器。

　　电机控制在工业自动化领域扮演着非常重要的角色，对此，瑞萨电子推出了多种成功产品组合方案，致力于帮助客户实现精准、高效、低耗的电机设计。


（备注：文章来源于网络，信息仅供参考，不代表本网站观点，如有侵权请联系删除！）

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智能烹饪：CUCKOO携手瑞萨电子推出AI电磁炉灶
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　　二十余年来，CUCKOO在韩国一直是“完美米饭”的代名词。其公司前身是1978年成立的Sung-kwang Electronics，早年以OEM供应商身份运营，直至1998年推出CUCKOO品牌。自面世以来，CUCKOO压力电饭煲在韩国市场占有率一直稳居榜首。如今，CUCKOO不仅是韩国销量领先的电饭煲品牌，更已成长为全球知名的家电企业，产品线涵盖净水器、空气净化器、吸尘器以及各类厨房电器。　　现在，CUCKOO将其在精准烹饪领域积累的经验与热忱，倾注于一款全新旗舰产品：搭载人工智能(AI)技术的电磁炉。该产品具备“智能聆听”功能，可自动识别并防止汤汁沸溢，兼顾安全与干净。这款电磁炉由CUCKOO携手瑞萨电子(Renesas)合作，依托瑞萨Reality AI技术共同开发，不仅面向韩国家庭，也致力于满足全球用户对高效、安全厨房体验的需求。　　从电饭煲标杆到智能电磁烹饪先锋　　CUCKOO凭借对细节的执着追求而声名远扬：精准的压力曲线、精心调校的加热程序，以及针对不同稻米品种和地域口味优化的烹饪算法。这种对细节的追逐助力该公司在本土市场取得领先优势，并成功拓展至约30个国家，包括中国、马来西亚、新加坡和美国，业务逐年稳步增长。　　CUCKOO对精准烹饪的热忱，自然延伸至电磁灶具领域。自21世纪中期以来，CUCKOO便凭借其在电磁感应加热(IH)方面的技术专长，开发出能直接对炊具供电，实现快速、精准加热的电磁炉灶和组合灶具。　　与燃气灶使用明火，可直观控制火候却会释放室内污染物不同，电磁烹饪依靠电磁感应原理，使其加热更快速、更安全、更高效——能量转换率达90%，而燃气灶通常仅为40%。　　“电炉灶是另一种选择。其能效为70%，但采用辐射式线圈，表面加热速度缓慢。”Yoon Ho Lee, Laboratory Chief Director of Engineering, Cuckoo表示，“而感应技术配合专用磁性锅具，可瞬间调节温度并快速冷却。”　　CUCKOO的IH灶具独具特色：设有混合加热区，结合电磁感应与辐射式“聚光”元件;采用专利平衡控制技术，确保锅具内外受热均匀;并搭载超高温控制技术，支持最大功率持续运行一小时，满足爆炒或煎烤等高温烹饪需求。　　然而，即便具备这些优势，　　用户仍长期面临一个顽固难题：溢锅。　　溢锅问题及其重要性　　传统电磁炉灶虽然能在极短时间内将水烧开，但这种高温同样容易使汤、炖菜和淀粉类食物沸腾溢出，不仅弄脏厨房，更对儿童和老年人构成安全隐患。美国卫生研究院2025年开展了一项研究，对韩国多家老年生活中心300余名65岁以上人群进行调查，结果显示，厨房相关的烧伤和火灾已成为居家伤害的第三大成因。　　目前，市面上的烹饪灶具大多依靠简易定时器或温度阈值警报来应对溢锅风险。迄今为止，尚无任何可靠技术能够准确区分“剧烈但可控的沸腾”和“即将喷涌而出的溢锅状态”。　　CUCKOO决心开发一款更智能的灶具——能够实时检测溢锅状态并自动干预，让用户无需时刻守在锅边。这意味着需要为灶具赋予“听觉”和“判断力”。　　检测溢锅看似简单，但背后的工程挑战却不容小觑。沸腾产生的声音特征会受到灶具材质、容器的形状和大小、食物容量、食材种类，以及抽油烟机等其它厨房环境噪音的干扰。　　Reality AI与RA6E1：边缘端TinyML应用　　为应对这些复杂变量，CUCKOO的工程师研究出一套可训练的AI解决方案，无需依赖云端服务器即可管理台面灶具。这也促成了CUCKOO与瑞萨的合作——自2008年起，瑞萨便一直为CUCKOO的IH电饭煲提供核心计算芯片及技术支持。　　瑞萨的Reality AI与RA6E1微控制器(MCU)构成了该解决方案的基础。Reality AI软件工具包提供基于非视觉传感器数据(如声音和振动)的TinyML与边缘AI模型，可高效部署于瑞萨MCU平台。　　CUCKOO团队与瑞萨工程师及当地合作伙伴Koshida Korea紧密协作，从各类锅具、食谱和厨房场景中收集大量传感器数据，进而训练出多个专用AI模型，用于识别不同锅具与烹饪条件下的沸腾模式。　　“Reality AI可自动为机器学习应用匹配最优传感器组合，CUCKOO借助它构建特定场景模型。”Lee先生谈到，“瑞萨将这些模型部署在RA6E1 MCU上，由其运行边缘AI溢锅判断逻辑，在保持极低功耗的同时实现极快的响应。”　　经过在各种环境和使用条件下的多次测试与评估，系统通过结合辅助AI模块与主模块进一步提升了性能。除RA6E1外，瑞萨RX130 MCU负责管理核心电磁感应加热控制回路，利用AI信息进行精细功率调节，确保安全运行。iW1825 AC/DC控制器则为电子设备提供高效、可靠的电源。　　“通过持续的数据收集、软件优化和调校，并结合CUCKOO自身的电磁感应(IH)控制技术，该系统的防溢锅检测准确率超过90%。”Lee先生说，“这让烹饪者能够安心离开灶台去处理其他食材，无需担心突然发生溢锅事故。”　　未来AI厨房一瞥　　CUCKOO首款AI电磁炉已于2025年末投入量产，更多型号也将陆续推出。初期产品主要面向韩国市场，后续逐步将这项技术拓展至全系列灶具，并最终推向全球市场。　　展望未来，CUCKOO与瑞萨将溢出检测视为一系列技术迭代的起点。相同的Reality AI框架还可借助声音、振动和功率曲线，识别特定菜品和份量，并自动优化加热曲线，以烹制完美的面条、炖菜或煎炸料理，其应用也可拓展至其它家电。　　“五年内，CUCKOO计划推出能识别正在烹饪的食材，并自动匹配食谱和加热曲线的电磁炉，让智能灶具真正成为烹饪助手。”Lee先生表示。　　从韩国领先的电饭煲品牌，到如今推出AI电磁炉，CUCKOO始终致力于提升用户日常烹饪体验。携手合作伙伴瑞萨，CUCKOO正将布谷鸟钟般的精准与现代AI的智慧，带入全球千家万户的厨房之中。
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瑞萨电子丨从分散到集中：RH850/U2C如何定义下一代底盘控制核心
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瑞萨电子丨从分散到集中：RH850/U2C如何定义下一代底盘控制核心

　　近日，由ATC汽车技术平台主办的“2026第五届ATC汽车软件与安全技术周”在上海圆满举办。　　技术周同期召开“2026第十届汽车ISO26262功能安全开发与应用技术峰会”和“2026第四届汽车嵌入式软件技术峰会”， 汇聚汽车电子相关领域的优秀专家，探讨智驾功能安全、底盘功能安全、新能源功能安全及SOTIF、AUTOSAR、嵌入式软件、电子架构等多个领域的最新研究成果和实践经验。瑞萨电子受邀参加，瑞萨汽车电子技术高级经理詹毅在峰会中发表了《从分散到集中——RH850/U2C定义下一代“大底盘”的控制核心》主题演讲，围绕下一代电子电气架构的发展趋势，深入解析了底盘区域控制器的技术演进，并重点介绍了瑞萨RH850/U2C系列MCU在区域架构中的核心定位与技术优势。　　瑞萨汽车电子技术高级经理 詹毅　　区域架构兴起，底盘控制走向集中　　随着汽车电子电气架构从分布式向集中式演进，区域控制器正成为整车功能整合的关键节点。不同主机厂根据自身技术路线和挑战，正加速向区域架构转型。在这一趋势下，底盘系统也从多个独立的ECU(如ESC、EPS、悬架、EPB等)走向融合，由底盘区域控制器统一负责纵向(驱动/制动)、横向(转向)和垂向(悬架)的协同控制。　　在区域架构中，底盘区域控制器承担着传感器信号采集、复杂算法运算、多执行器控制等任务，同时需集成以太网、CAN-FD/CAN-XL、LIN等多种通信接口，并具备高安全等级和低功耗待机能力。瑞萨电子推出的RH850/U2C系列微控制器，正是面向这一需求设计的高性能解决方案。　　RH850/U2C：　　专为区域控制打造的高性能MCU　　RH850/U2C系列定位于RH850/U2x家族的中高性能层级，专为区域控制器、底盘与安全应用打造。其核心特性体现在以下几个方面：　　性能与可扩展性：采用瑞萨自研G4KH内核，主频达320MHz，支持双核锁步配置，最高可提供1500 DMIPS的计算能力。产品覆盖2MB至8MB的代码闪存，SRAM最高达1.5MB，并支持双Bank闪存实现无中断的OTA升级。　　安全与可靠性：符合ISO 26262 ASIL-D功能安全等级，内置硬件安全模块HSM，支持Evita-Full安全标准及中国商用密码算法，满足ISO 21434网络安全要求。　　连接性：集成了千兆以太网TSN、10Mbps以太网T1S、CAN-XL、FlexRay、SENT、PSI5等接口，同时保留传统CAN-FD、LIN、SPI、I2C等，充分兼容新旧两代通信需求。　　低功耗设计：采用28nm工艺，支持Deep STOP模式，可在不唤醒CPU的情况下由低功耗采样器监测外部输入，大幅降低待机功耗。　　典型应用场景：　　制动、线控制动与电机控制　　面向实际应用，RH850/U2C展现了强大的实战能力：　　车辆稳定控制：集成SENT、PSI5等传感器接口，结合高精度12-bit SAR ADC(采样率1Msps)和丰富定时器资源，可同时控制多个电磁阀与电机，实现精确的车轮制动调节。　　电子机械制动(线控制动)：针对EMB系统，利用专用定时器TSG3/GTM实现高精度BLDC电机控制，结合位置传感器与电流反馈，完成制动卡钳的精确夹紧。　　通用电机控制：支持多达三个独立12-bit ADC，每个配备4路同步采样保持，配合GTM高级定时器，适用于各类底盘域中的电机驱动场景。　　软件生态：　　完整AUTOSAR支持与开发工具　　瑞萨为RH850/U2C提供了完善的软件与开发支持，包括符合AUTOSAR Classic标准的MCAL(ASIL-D认证)、HSM安全软件低层驱动示例代码，并支持Hypervisor、RTOS、虚拟平台等，同时与主流合作伙伴共同提供完整AUTOSAR栈。　　开发工具方面，瑞萨推出了RH850/U2C Starter Kit开发套件，包含评估板、E2仿真器、Green Hills Multi及CS+开发环境试用许可证，帮助工程师快速启动项目。　　定义下一代底盘控制核心　　随着整车架构向区域化、集中化演进，底盘控制器的复杂度与集成度不断提升。瑞萨RH850/U2C系列凭借其高性能多核架构、功能安全与信息安全融合、丰富的高速与低速接口，以及可扩展的存储与封装选项，为下一代底盘区域控制器提供了坚实的技术基础。　　无论是传统的车辆稳定控制，还是新兴的线控制动、电控悬架，RH850/U2C都能以统一的平台支持多样化的应用需求，帮助客户缩短开发周期，降低系统成本，同时满足未来汽车对安全、实时性和可升级性的严苛要求。
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