電機驅(qū)動走向高效節(jié)能

　　正弦波無傳感器直流變頻控制技術是主流

　　瑞薩電子通用和SoC產(chǎn)品中心經(jīng)理劉濤介紹道，電機應用的一個技術主流趨勢是在正弦波無傳感器直流變頻控制技術上。如何通過先進的變頻控制達到空調(diào)的多功能、高舒適性、低噪音低振動以及最關鍵的提高能效比，是目前市場上最為關心的問題。目前源于各大先進半導體公司及電機應用廠商的共同努力，正弦波無傳感器直流變頻控制技術已經(jīng)得到了廣泛的應用和普及，其優(yōu)越性得到了市場的一致認可。接下來需要解決和改善的方向主要有：進一步完善控制算法，提高電機效率，降低振動及噪音，提升可靠性;直流電機本體的性能提升和降低成本;半導體廠商和電機廠商的配合，通過先進的產(chǎn)品推動直流變頻時代的快速前進。

　　精確的位置控制及電流控制

　　在現(xiàn)代電機應用領域，工業(yè)伺服將扮演越來越重要的角色，對于電機控制的要求，已不僅僅停留在滿足節(jié)能要求的通用變頻器及速度控制，而越來越多的應用與領域需要精確的位置控制及電流控制;無論是工業(yè)生產(chǎn)線、工業(yè)自動化設備及機械設備，還是智能物流及機器人，都已將伺服控制作為重要的執(zhí)行器件。相對于家用領域，更多地考慮成本及無傳感器控制。而在汽車及交通領域，可靠性將是最重要的因素。

         

　　白電的電機三特征

　　“節(jié)能，靜音，智能”，這將是未來幾年白色家電產(chǎn)品的主要特性，Spansion公司的發(fā)言人(原富士通半導體微控制器)稱，“技術創(chuàng)新，加快開發(fā)周期”是目前白色家電廠商產(chǎn)品開發(fā)的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機，如空調(diào)、冰箱的壓縮機，洗衣機的電機和風扇的電機，經(jīng)歷了從交流電機到直流無刷電機、永磁同步電機和直驅(qū)電機的演變。節(jié)能、提高能耗比是電機發(fā)展的主要因素;而減少電機的震動噪音，提供舒適、智能的控制等需求提升則推動電機控制器及控制技術的創(chuàng)新。

　　作為電機控制器的核心，芯片也經(jīng)歷著從專用芯片(ASIC)到8位、16位及32位通用微控制器(MCU)/數(shù)字信號處理器(DSP)的演變。電機控制算法的提升，不同種類電機的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無傳感器控制、高轉(zhuǎn)速電機控制等需要運算處理能力強、頻率高、處理和采樣速度快速的微控制器。

　　2013年中國白電市場，經(jīng)過前幾年的激勵政策和產(chǎn)品推陳出新，變頻家電已得到市場認可，變頻產(chǎn)品市場份額逐年提升。

　　重視細節(jié)：處理性能與模擬功能

　　“雖然能效是電機控制選擇MCU解決方案時需要考慮的一點，但更為重要的是處理性能與芯片上模擬功能的級別。”Silicon Labs公司8位MCU產(chǎn)品市場經(jīng)理Abhijit Grewal解釋道，例如，為了滿足電機控制的性能要求，Silicon Labs圍繞高速8051內(nèi)核設計了F85x/6x系列MCU，該內(nèi)核比同類競爭對手產(chǎn)品速度要高50%。這種高性能支持更加精確的脈寬調(diào)制(PWM)、提升電機控制效率、以及能夠針對各種電機速度而執(zhí)行更復雜算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3個獨立的高精確度PWM通道，它們具有內(nèi)置的過電流保護/故障檢測能力，特別適用于電機控制和電源等應用。此外，F(xiàn)85x/6x 系列MCU包括一個12位多通道模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)、兩路具有可編程滯后和響應時間的模擬比較器、高精度內(nèi)部參考電壓。該MCU也具有高精確度的24.5MHz低功耗振蕩器和低頻率80kHz振蕩器，從而消除了通常所需的外部時鐘或晶體。片上溫度傳感器簡化了系統(tǒng)校準過程，不需要添加額外的片外傳感器。多種通信外設(I2C、SPI和UART)也為開發(fā)人員帶來基于應用需求而選擇外設的靈活性。這些片上特性的整合使得開發(fā)人員在設計中僅需要極少的外部器件，與競爭對手MCU相比帶來更低的系統(tǒng)成本。

　　參考文獻：

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