電機控制的技術市場動向

　　綠色=高效設計+高效控制

　　英飛凌科技工業(yè)與多元電子市場部高級經(jīng)理黃志鴻稱，該公司對于綠色電機技術的定義指的是高能效電機設計和高效電機控制技術。二者的結(jié)合可將電機的能效提高一倍。最常使用的單相交流感應電機的能效為30%至50%。采用綠色電機技術后，系統(tǒng)的能效可提高至80%以上。諸如無刷直流電機(BLDC)和永磁電機(PMSM)等綠色電機，要求采用單片機(MCU)和磁傳感器實現(xiàn)精確控制和實時響應。低損耗電力電子器件可提升系統(tǒng)的整體效率。隨著系統(tǒng)成本上升，電子組件的質(zhì)量和可靠性成為一個重要的考慮因素，質(zhì)量和可靠性不高的電子組件有損于系統(tǒng)的環(huán)保性。

　　新的電機控制算法要求經(jīng)驗豐富的工程師。全新推出的單片機工具鏈包含自動代碼生成器，從而可減輕工程師的軟件開發(fā)任務。

　　未來電機方向

　　TI李志林經(jīng)理稱，除了硬件以外，重要的是如何用很優(yōu)異的算法去控制。TI在全球除了做IC設計外，還有一個專門的實驗室Kilby Lab做算法，也就是冰箱、洗衣機、空調(diào)、電動自行車、電動工具這些硬件的算法。

　　對于未來電機技術的發(fā)展，TI模擬器件驅(qū)動方案主要關注于以下幾點：嵌入式控制，控制算法，數(shù)字控制環(huán)路，更高的集成度，改進的動作屬性(引擎/性能)。MCU方面的創(chuàng)新主要會涉及：自動化電機控制，差異化工具，成本、效率、連接與安全性的選擇，讓客戶集中精力實現(xiàn)增值。

　　變頻器和智能控制的趨勢

　　Fairchild半導體系統(tǒng)/應用首席工程師Steven Hong分析了逆變器和智能控制的趨勢?！　?/p>

           

　　逆變器
　　隨著能源成本上升和半導體器件成本下降，采用變頻技術的阻礙正在減少，市場上有著各種價格極具吸引力的具備出色計算能力的微處理器產(chǎn)品。而且，內(nèi)置保護功能的逆變器功率模塊使得變頻設計變得簡便和緊湊。

　　而且，政府補貼計劃鼓勵家用電器制造商生產(chǎn)更多的具有變頻功能的電器。一個很好的示例就是空調(diào)應用中的風扇馬達驅(qū)動。使用這類變頻技術的風扇能夠顯著提升整體效率——可能達到更高的額定能效等級。另一方面，政府有關能源利用的法規(guī)使得逆變器的使用幾乎成為馬達驅(qū)動產(chǎn)品制造商的強制性要求，即便在低于100W的系統(tǒng)中也不例外。所有這些因素共同作用，加快了變頻技術在世界各地的應用速度?！　?/p>

　　智能控制
　　眾所周知，磁場導向控制(FOC)具有最佳的性能，但是，由于復雜性和成本因素，過去它只局限于高端應用。隨著變頻技術更廣泛地用于各種不同應用，規(guī)模經(jīng)濟效益使得FOC成為所有基于傳感器的梯形控制和V/Hz開環(huán)控制的可實施改進方法。

　　為了達到更高效率，應當使用較少的電流來生成相同的轉(zhuǎn)矩量，內(nèi)部永磁馬達的使用將會越來越多，因為它們能夠通過使用磁阻轉(zhuǎn)矩來達到最高的效率。然而，這項技術的復雜性會減慢其在市場上的全面應用。

　　為了從IGBT和MOSFET等半導體器件中榨取更多的功率，不連續(xù)PWM技術正在廣泛使用，利用功率因素信息的最低損耗不連續(xù)PWM技術也用于最大限度地減小開關損耗。

　　平臺化動向

　　據(jù)富士通半導體公司產(chǎn)品經(jīng)理彭濤介紹，就電機驅(qū)動技術的發(fā)展趨勢而言，高效節(jié)能、簡易安全、精準控制、成本優(yōu)化是發(fā)展方向。從富士通MCU產(chǎn)品來說，基于ARM Cortex-M系列的32位嵌入式處理器因其高效的運算處理能力和優(yōu)化的內(nèi)核技術，將成為電機控制MCU的主流。而電機變頻控制、矢量控制和正弦波180度控制則是交流電機和直流電機控制技術的發(fā)展趨勢。富士通半導體在電機控制應用中，產(chǎn)品、算法和方案實現(xiàn)了平臺化。