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Wolfspeed SpeedVal Kit™ 通过 NXP 控制卡扩展控制选项

Oct 03, 2023
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碳化硅 (SiC) 评估套件通常只围绕一个 SiC 器件构建。使用这些评估套件的设计人员发现,测试时只有一套范围有限的组件可供使用。Wolfspeed 的 SpeedVal 套件采用模块化方法,使设计人员能够灵活进行设计和实现定制,支持在系统级快速、轻松地评估多个器件。

该套件的各构建模块形成了一个生态系统,其中包括 Wolfspeed 碳化硅功率子卡、合作伙伴栅极驱动器和控制器卡,以及工程师可轻松在母板上切换的其他配件。金手指防呆连接方式意味着无需焊接即可快速测试和更换器件。

SpeedVal 套件:工程师可以使用该套件测试功率转换器设计流程的各个方面,从而在从评估阶段转为开发阶段时大幅降低风险和缩短时间。

数字控制优化功率转换

SpeedVal 套件其中一款子卡方案为 NXP HVP-56F83783 高电压开发卡,其采用 NXP 的 32 位数字信号控制器。虽然在使用 SpeedVal 套件时并非必须用到这些控制卡,但它们不仅可以帮助工程师测试该系统中的 SiC 和栅极驱动器性能,还可以为工程师提供理想的环境,以开始开发其自有设计的固件。

通过将 NXP 控制卡与基于 PC 的 SpeedVal 套件用户界面结合使用,所实现的第一个优势在于,其带有经预测试的固件,可支持将系统用作降压或升压转换器,或者为“双脉冲测试”(DPT)加上开关信号,以研究开关性能。由于无需使用外部函数发生器来驱动 PWM 信号,并且已将一些基本的安全功能和反馈信号并入用户界面,因此使评估流程得到了简化。

若需更进一步,客户可以扩展现有的控制器固件,或开发自己的控制器固件。这样,工程师初期就可以开发和测试将用于自有最终设计的固件的某些部分,而无需在最初时开发任何新硬件。使用这种方法,可以在开发周期中提前数月开始固件相关工作,并于设计周期的早期在已知良好的硬件上验证固件。

增添灵活且可配置的控制

两个控制器卡以选件形式随 SpeedVal 套件一起提供,主机为经久耐用的 NXP 领先 32 位数字信号控制器 (DSC)。DSC 基于 32 位 56800EX Hawk V3 核心,其在正常模式和快速模式下可分别提供 50 MHz 和 100 MHz 的核心频率。该核心的改进型双 Harvard 架构可在统一的 C 高效架构中提供 DSP 和 MCU 功能。它具有 3 条内部地址总线和 4 条内部数据总线;在快速模式下速率高达 100 MIPS;集成有一个 FIR 滤波器,其速率高达 ARM Cortex-M3 的 6 倍;提供小数运算功能;具有得到软件子程序和中断栈支持的超快速中断;此外,还支持为中断设置优先级。核心引擎包括 JTAG/增强型片上模拟 (OnCE),可执行独立于处理器速率的实时调试。

Product image of NXP's HVP-56F8378, their High-Voltage-Development Platform
NXP HVP-56F83783:这个高电压开发平台是一款软硬件快速原型设计工具集,用于评估高电压电机控制和功率转换设计及算法。

HVP-56F83783 带有 MC56F83783VLH 数字信号控制器 (DSC)。板载模拟比较器 (ACMP) 和 DAC 可测量电感电流和输出电压,适用于电流模式和电压模式控制。支持多模式的灵活 eFlexPWM 可提供 312 ps 的分辨率、与其他 PWM 的同步、多输出触发事件,以及分别设置顶底部死区时间。此外,这两款卡都提供过压、过流和过热保护等基本安全功能。

MC56F83783 提供 CAN FD(灵活数据传输速率)接口,已通过 AEC-Q100 认证,并支持“生产件批准程序”(PPAP),这揭示了 NXP 深入了解客户的设计,并始终如一地制造可满足客户要求的部件。

HVP-56F83783 支持多种应用场景,包括 PFC、工业电机控制、大型家用电器、电动汽车充电、太阳能逆变器和开关模式电源。高性能的 HVP-56F83783 尤其适用于汽车应用场景。

固件环境简化定制过程

NXP 丰富的固件开发支持可助力实现控制卡的灵活性和可编程性。通过 USB 接口将这些卡插入计算机后,设计人员即可开始使用已安装的工具对其进行配置。

NXP DSC 随附 CodeWarrior IDE 的免费许可证,该 IDE 可在 Windows、Solaris 和 Linux 等大多数操作系统上运行。使用该 IDE,设计人员可选择多种编程语言,如 C、C++ 和 Java 以及适用于大多数处理器的内嵌汇编程序。

NXP 还提供 MCUXpresso 生态系统,其中包括软件开发工具包 (SDK) 和配置工具套件。该配置工具套件可帮助设计人员设置引脚、时钟和外设,以及生成初始化 C 代码或寄存器值以支持定制板,从而缩短产品上市时间。

引脚工具:该工具可向外部引脚分配内部信号、设置电气属性,并生成可放入 MCUXpresso SDK 环境中的 ANSI-C 源代码。板扩展头可以查看 MCU 上连接发来的信号。
时钟工具:通过交互式用户控件和自动时钟设置程序与错误检查功能,进一步增强其 MCU 时钟树系统图形及表格表示形式。

FreeMaster 可视化工具对于在设计控制回路应用时进行的实时调试和数据可视化非常有帮助。NXP 的工具和运行时软件免费提供,汇编和 C 源代码基于开源许可提供。

不断增强的生态系统优势

NXP-56F83783 控制卡是 Wolfspeed 日益壮大的生态系统的一部分,可为提供多供应商解决方案的 SpeedVal 套件评估平台提供支持。其提供物料清单、设计和仿真文件及专家支持服务,可作为所有碳化硅设计流程的起点。通过采用此生态系统方案,客户能够快速、轻松、全面地评估和开发碳化硅功率转换器,从而帮助客户加快产品开发速度,实现首次便通过测试的成功设计。敬请访问 Wolfspeed.com/SpeedValKit 了解有关 SpeedVal 套件的更多信息,并访问 NXP.com/dsc 了解有关 NXP 控制器卡选项的更多信息。

拆箱视频

同 Wolfspeed 全球渠道技术经理 Nicholas Powers 一道,了解 SpeedVal 套件模块化评估平台的部件组成,听他重点介绍使用这套灵活功率构件开展功率系统性能电路内评估的优势。


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Click on the individual components of the system below to learn more and see the available options for each. Components may be purchased separately or use the SpeedVal Kit Configurator to build your complete test system.

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