電機(jī)控制向高精度和平臺(tái)化演進(jìn)

當(dāng)前，國(guó)內(nèi)本土變電器/電機(jī)控制廠家做的產(chǎn)品已經(jīng)接近國(guó)外先進(jìn)產(chǎn)品，無(wú)論從外觀和性能都差不多，但是在效率和噪聲、平穩(wěn)性方面還是差那么一點(diǎn)點(diǎn)。同時(shí)，本土廠商也希望產(chǎn)品更快上市。為此，半導(dǎo)體供應(yīng)商正在改進(jìn)其芯片（MCU/DSP與信號(hào)調(diào)理等）與開(kāi)發(fā)平臺(tái)，以提高控制效率和精度。

目前，在電機(jī)和電源控制領(lǐng)域，活躍著二十幾家半導(dǎo)體廠商。雖然競(jìng)爭(zhēng)，但是由于“這個(gè)市場(chǎng)較大，足夠這些廠商發(fā)揮。”ADI 技術(shù)業(yè)務(wù)經(jīng)理張松鋼告訴《電子產(chǎn)品世界》編輯。

                       精度提高策略
國(guó)內(nèi)目前電機(jī)、電流盤控制基本是10~12位精度，ADI等半導(dǎo)體供應(yīng)商正在把此控制精度提高到12位以上。然而，僅這一點(diǎn)點(diǎn)的提高，電機(jī)控制的效率以及電機(jī)噪聲的改善就會(huì)是一大步。

                    生產(chǎn)率提高策略：平臺(tái)化
平臺(tái)化的優(yōu)勢(shì)是可讓設(shè)計(jì)重復(fù)應(yīng)用，同時(shí)可快速切入市場(chǎng)。

然而，由于電機(jī)控制涵蓋的領(lǐng)域很廣，平臺(tái)化的同時(shí)又要保證效率提高，對(duì)各半導(dǎo)體廠商是一個(gè)很大的挑戰(zhàn)。

為了方便設(shè)計(jì)，很多半導(dǎo)體公司努力推出高端的軟件平臺(tái)，從軟件上進(jìn)行調(diào)整。因?yàn)橛布脚_(tái)各家基本一致，對(duì)于不同的算法和過(guò)程目標(biāo)及要求會(huì)有一些改變，這種情況下，就需要在軟件上給力。ADI就推出了一個(gè)演示，是怎么把圖形化的軟件直接跟DSP開(kāi)發(fā)系統(tǒng)結(jié)合在一起，通過(guò)仿真結(jié)果，直接在處理器上實(shí)現(xiàn)。

富士通半導(dǎo)體公司市場(chǎng)部產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早也認(rèn)為軟件是平臺(tái)化的關(guān)鍵。他說(shuō)：“從硬件來(lái)看，富士通完全沒(méi)有問(wèn)題，只不過(guò)給客戶提供軟件時(shí)，要根據(jù)不同的電機(jī)提供不同的控制(算法)策略。“

                       平臺(tái)化的可行性分析
據(jù)張松鋼介紹，雖然電機(jī)千姿百態(tài)，但大同小異宗，70%~80%結(jié)構(gòu)相似，原理上是怎么把這個(gè)電機(jī)旋轉(zhuǎn)起來(lái)，定子是固定的，由定子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)。因此所有電機(jī)共性的地方就是產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的波形可以是T型或方波等。感應(yīng)電機(jī)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng)，因?yàn)樗鼤?huì)有一個(gè)差，轉(zhuǎn)子和定子永遠(yuǎn)有一個(gè)小的差，所有直流誤差（其實(shí)是直流特性交流控制的）產(chǎn)生的波形是T型波。因此，波形也是相似的。所以常用的幾種電機(jī)可以用一個(gè)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

另外，所有的電機(jī)，基本上控制的量有3~4個(gè)環(huán)，從最里邊的速度環(huán)，到電流環(huán)、電壓環(huán)。如果想做精確位置控制，在電機(jī)連線上的電流及電壓等量也需要檢測(cè)，還要檢測(cè)轉(zhuǎn)子相應(yīng)的位置。所以作為整個(gè)電機(jī)控制平臺(tái)，除了功率驅(qū)動(dòng)，還需要實(shí)現(xiàn)電壓和電流檢測(cè)，便可以完成速度環(huán)、電壓環(huán)、電流環(huán)的控制。

因此把上述元素可以組成一個(gè)完整的平臺(tái)，客戶在最終做產(chǎn)品的時(shí)候，可以根據(jù)不同的需求進(jìn)行裁減，針對(duì)具體的對(duì)象，例如如果是感應(yīng)電機(jī)，就用感應(yīng)電機(jī)算法做。

圖 電機(jī)和電源控制平臺(tái)（來(lái)源：ADI）

                               ADI的方案
工業(yè)占ADI將近一半業(yè)務(wù)，電機(jī)領(lǐng)域ADI自然也十分重視。目前，ADI在整個(gè)電機(jī)和電源控制當(dāng)中，除了功率器件不做外，其他所有相關(guān)信號(hào)調(diào)理的電路都做。尤其國(guó)內(nèi)目前在信號(hào)檢測(cè)、電流/電壓檢測(cè)以及位置檢測(cè)方面，ADI具有一定的優(yōu)勢(shì)。處理器（電機(jī)控制）和電源控制方面，ADI近幾年已規(guī)劃了一系列的產(chǎn)品，預(yù)計(jì)今年下半年或明年推出。