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Wolfspeed SpeedVal Kit™ 透過恩智浦 (NXP) 控制卡擴充控制選項

Oct 03, 2023
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碳化矽 (SiC) 評估套件通常僅圍繞於單一碳化矽裝置建構。使用這些評估套件的設計人員發現,測試時僅侷限於對單一組的組件進行測試。Wolfspeed 的 SpeedVal Kit 則採用了模組化方法,為設計人員提供靈活性及可自訂性,並在系統層級對多個裝置元件進行快速輕鬆的評估。

該套件的建構區塊形成了一個由 Wolfspeed 碳化矽功率子卡、多家合作夥伴的柵極驅動器、控制卡,以及工程師可以在主機板上輕鬆切換的其他配件所組成的生態系統。卡緣連接代表無需焊接,即可快速測試和更換裝置。

SpeedVal Kit:工程師可以使用此一套件測試功率轉換器設計的各方面,進而明顯降低從評估到開發的風險和時間。

數位控制優化功率轉換

SpeedVal Kit 精選的子卡包括 NXP 的 HVP-56F83783 高壓開發卡,該卡採用 NXP 的 32 位元數位訊號控制器。當這些控制卡對於使用 SpeedVal Kit 是一選項,但其不僅可以幫助工程師測試該系統中的碳化矽和柵極驅動器行為,更能開始為其自身的設計開發韌體提供理想環境。

通過將 NXP 控制卡和 SpeedVal Kit 基於 PC的使用者介面,結合使用的首要優點為其附帶預先測試的韌體,可以將系統當作降壓或升壓轉換器,或提供信號進行雙脈衝測試 (DPT) 以研究切換行為。如此一來,無需使用外部函數產生器來驅動脈衝寬度調變 (PWM) 訊號,並將一些基本的安全功能和回饋訊號合併至使用者介面,進而簡化評估過程。

為了將一切提升至新的水準,客戶可以擴充現有的控制器或開發其專屬的韌體。這也讓工程師得以開發和測試他們將在自身最終設計中所使用的韌體部分,且無需從頭開發任何新的硬體。透過使用此方法,韌體可以在開發週期的前幾個月率先啟動,並於設計週期的早期階段在已知良好的硬體上進行驗證。

增加靈活度的可配置控制

這兩款控制卡作為選項以支援SpeedVal Kit,主要為NXP 領先地位的 32 位元數位訊號控制器 (DSC)。數位訊號控制器基於 32 位元 56800EX Hawk V3 內核提供 50 MHz 正常模式和 100 MHz 快速模式的內核頻率。該核心經過改良的雙哈佛架構在統一的 C 高效架構中提供了數位訊號處理器 (DSP) 和微控制器 (MCU) 功能性。具有 3 條內部位址匯流排和 4 條內部資料匯流排;在快速模式中最高可達 100 MIPS;整合 FIR 濾波器,速度相較 ARM Cortex-M3 提升 6 倍;提供小數運算;具有軟體子程式和中斷堆疊支援的超高速中斷;並允許中斷優先層級設定。核心引擎包括 JTAG/增強型晶片模擬 (OnCE),用作獨立於處理器速度的即時偵錯。

Product image of NXP's HVP-56F8378
NXP HVP-56F83783:高壓開發平臺是一個硬體和軟體快速原型設計工具集,用作評估高壓馬達控制、功率轉換設計和演算法。

HVP-56F83783 可容納 MC56F83783VLH 數位訊號控制器 (DSC)。板載類比比較器 (ACMP) 和數位類比轉換器 (DAC) 可測量電感器電流和輸出電壓,以實現電流模式和高壓模式控制。具有多種靈活模式的 eFlexPWM 可以提供 312 ps 解析度、和其他驅動脈衝寬度調變同步、多個輸出觸發事件,以及獨立的上臂開關和下避開關死區時間插入。兩款卡均提供過電壓、過電流和過溫度保護等多項基本安全功能。

MC56F83783 提供 CAN FD (靈活資料速率) 介面,符合 AEC-Q100 標準,並支援生產零件批准程式 (PPAP),此即代表 NXP 瞭解客戶的設計,並持續地投入生產滿足其需求的零件。

HVP-56F83783 支援多種應用,包括功率因數修正、工業馬達控制、大型家電、電動車充電、太陽能逆變器和開關模式電源。更高性能的 HVP-56F83783 尤其適合汽車應用。

韌體環境簡化客製化

NXP 廣泛的韌體開發支援,提供控制卡的靈活性和可程式性。這些卡可以透過 USB 簡單地插入電腦,以便設計人員開始使用已安裝的工具對其進行配置。

NXP 數位訊號控制器隨附 CodeWarrior IDE 免費授權,可於大多數作業系統上運作,包括 Windows、Solaris 和 Linux。IDE 允許設計人員選擇多種程式語言,例如 C、C++ 和 Java,以及適用於大多數處理器的內嵌組合語言。

NXP 也有提供 MCUXpresso 生態系統,包括軟體開發套件 (SDK) 以及一套配置工具。設計人員可以使用配置工具套件來幫助設定引腳、時脈和周邊裝置並生成初始化 C 代碼或暫存器數值以支援自訂板,進而縮短上市時間。

引腳工具:它將內部訊號分配至外部引腳、設定電氣屬性並產生放入 MCUXpresso 軟體開發套件環境中的 ANSI-C 原始程式碼。查看板擴充接頭,並將其路由至微控制器上的連接訊號。
時脈工具:互動式的使用者控制項、自動時鐘設定和錯誤檢查進一步強化了微控制器時脈樹狀圖的圖形和表格呈現。

FreeMaster 視覺化工具對於設計控制迴路應用程式的即時偵錯和資料視覺化相當有幫助。NXP 的工具和執行軟體為免費使用,並提供彙編和 C 原始碼於開源授權下。

生態系統優勢正不斷地增長

NXP HVP-56F83783 控制卡是 Wolfspeed 持續發展的生態系統之一部分,支援提供多供應商解決方案的 SpeedVal Kit 評估平臺。作為所有碳化矽設計的起點,包括材料清單、設計、模擬檔案和專家支援。此一生態系統方法讓客戶能夠快速輕鬆地評估和開發碳化矽功率轉換器的各方面,有助於加快產品開發速度,並實現一次性設計成功。如欲瞭解更多有關 SpeedVal Kit 的詳情,請瀏覽 Wolfspeed.com/SpeedValKit;如欲瞭解更多有關 NXP 控制卡選項的詳情,請瀏覽 NXP.com/dsc

雙脈衝測試快速入門視頻

雙脈衝測試是功率工程師在確定設計中使用最佳 MOSFET 時最常進行的測試。在這段短視頻中,Wolfspeed 全球分銷技術經理 Nicholas Powers 使用業界最全面的模組化碳化矽評估平台 SpeedVal 套件開展了雙脈衝測試。


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