TI控制器選作Tier Electronics 馬達(dá)控制

日前，德州儀器 (TI) 宣布基于其數(shù)字信號(hào)處理 (DSP) 技術(shù)的 TMS320C2000™ 控制器被 Tier Electronics LLC 公司選作 Tier 馬達(dá)控制系統(tǒng)的關(guān)鍵組件，該系統(tǒng)將廣泛應(yīng)用于洗衣機(jī)與其它家用電器。該項(xiàng)舉措旨在滿足市場(chǎng)由于油價(jià)與電費(fèi)攀升而日益提高的節(jié)能需求。采用 Tier 微型通用功率轉(zhuǎn)換器 (UPC) 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可充分利用 TI C2000™ 控制器的高處理能力與高效率，將智能功率模塊 (IPM) 與壓印散熱片相結(jié)合，從而使組件數(shù)量減少一半，成本節(jié)省了 25％ 之多，相對(duì)于傳統(tǒng)的微控制器 (MCU) 或分立式設(shè)計(jì)而言，效率提高了 30%。部件數(shù)量的減少也有助于提高平均故障時(shí)間 (MTBF)。

高效設(shè)計(jì)成效顯著
目前許多家用電器均采用傳統(tǒng)單相馬達(dá)，這種馬達(dá)雖然對(duì)控制算法與硬件要求不高，但是噪聲大、體積大，而且耗能高。為了避免上述問題，設(shè)計(jì)人員必須盡可能提高馬達(dá)工作效率，最大限度的降低能量損耗，以確保發(fā)揮馬達(dá)的最高性能。UPC 設(shè)計(jì)所采用的 TI C2000 控制器通過自適應(yīng)磁場(chǎng)導(dǎo)向控制法 (AFOC) 來控制多相交流 (AC) 馬達(dá)。用自適應(yīng)算法來控制多相 AC 馬達(dá)，不僅能使馬達(dá)的體積更小，運(yùn)行更安靜，而且可根據(jù)機(jī)器的負(fù)載情況來精確控制速度與轉(zhuǎn)矩，從而避免了能量損耗。AFOC 方案可在有效控制轉(zhuǎn)矩的同時(shí)，使轉(zhuǎn)子磁通與定子磁通間保持一定的角度，以使馬達(dá)效率保持最優(yōu)狀態(tài)，從而顯著提高整體性能。AFOC 矢量控制不僅降低了與標(biāo)量及傳統(tǒng) FOC 控制相關(guān)的電壓和電流的峰值與谷值，也有助于降低電器的噪聲。

此外，數(shù)字信號(hào)控制器在脈寬調(diào)制 (PWM) 控制方面較傳統(tǒng)控制系統(tǒng)有了顯著提高，能夠在寬泛工作范圍內(nèi)保持馬達(dá)總體諧波失真 (THD) 的最小化，從而降低了工作溫度，提高了效率，改進(jìn)了功率因數(shù)，降低了材料成本（特別是馬達(dá)所需的銅材）。數(shù)字信號(hào)控制器能夠生成更整齊的波形，這不僅有助于縮小馬達(dá)體積，而且也無需添加外置傳感器。

除了 TI C2000 控制器的強(qiáng)大計(jì)算功能支持外，Tier 還在其高級(jí)馬達(dá)控制器的設(shè)計(jì)過程中采用了多種創(chuàng)新技術(shù)。智能功率模塊 (IPM) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多種組件的高度集成，其中包括絕緣柵極晶體管 (IGBT) 與反向續(xù)流二極管等，從而降低了材料清單 (BOM) 與制造成本。IPM 的又一優(yōu)異特性是高級(jí)內(nèi)置保護(hù)功能，該功能將可靠性提高了 30% 之多。壓印散熱片可將馬達(dá)控制系統(tǒng)的散熱性能提高三倍，該散熱片的制造過程是通過冷卻的方式將固態(tài)鋁片擠壓成精確的形狀，與傳統(tǒng)的散熱片相比，制造成本更低，散熱性能更好。

DSP 的功率與性能 ＋ MCU 外設(shè) ＝ 成功
Tier Electronics LLC 的 CEO Jeff Reichard 指出：“我們很早就明確了，只有 TI C2000 能夠滿足我們的所有需求。這些器件不僅為 AFOC 控制提供了必要的數(shù)字運(yùn)算功能，而且還有足夠空間以集成多種高級(jí)特性，其中包括功率因數(shù)校正、高性能運(yùn)動(dòng)曲線 (motion profiling) 以及擴(kuò)頻 PWM 生成等高級(jí)特性。由于馬達(dá)控制平臺(tái)能夠通過軟件實(shí)現(xiàn)再編程，因此我們能夠方便地調(diào)整或調(diào)節(jié)系統(tǒng)，以提高效率，并確保在采用不同類型的馬達(dá)時(shí)還能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的重復(fù)使用?！?/P>

TI 16 位 TMS320F24x™ 定點(diǎn) DSP 控制器可實(shí)現(xiàn)速率高達(dá) 40 MIPS 的出色性能，并采用多種先進(jìn)技術(shù)，其中包括集成的單周期乘法器、七個(gè)脈寬調(diào)制 (PWM) 變頻與停滯時(shí)間端口，五個(gè)乃至更多超快 10 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)、一個(gè)帶有 16 位定時(shí)器的脈沖采集電路，以及異步串行通信。集成的閃存可在產(chǎn)品開發(fā)階段乃至投入使用后實(shí)現(xiàn)再編程，因而能夠滿足低成本需求，并加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。此外，該器件還針對(duì)家電應(yīng)用提供低成本的引腳兼容型 ROM 版本。

價(jià)格和供貨情況
如欲了解有關(guān) Tier 產(chǎn)品價(jià)格與供貨情況的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問：www.TierElectronics.com，并點(diǎn)擊“產(chǎn)品”頁的“RFQ”以了解 Mini UPC 的相關(guān)情況。如欲了解有關(guān) C2000 數(shù)字信號(hào)控制器完整產(chǎn)品系列的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問：www.ti.com/c2000。

TI 實(shí)現(xiàn)豐富的控制器創(chuàng)新
從超低功耗 MSP430、基于 32 位通用 TMS470 ARM7® 的 MCU 到高性能 TMS320C2000 數(shù)字信號(hào)控制器，TI 為設(shè)計(jì)人員提供了最全面的嵌入式控制解決方案。通過充分利用 TI 全面的軟硬件工具、廣泛的第三方產(chǎn)品以及技術(shù)支持，設(shè)計(jì)人員還可加快設(shè)計(jì)的上市進(jìn)程。有關(guān) TI 控制器的更多詳情，敬請(qǐng)?jiān)L問：www.ti.com/mcu。