電機控制向高精度和平臺化演進(jìn)

當前，國內本土變電器/電機控制廠(chǎng)家做的產(chǎn)品已經(jīng)接近國外先進(jìn)產(chǎn)品，無(wú)論從外觀(guān)和性能都差不多，但是在效率和噪聲、平穩性方面還是差那么一點(diǎn)點(diǎn)。同時(shí)，本土廠(chǎng)商也希望產(chǎn)品更快上市。為此，半導體供應商正在改進(jìn)其芯片（MCU/DSP與信號調理等）與開(kāi)發(fā)平臺，以提高控制效率和精度。

目前，在電機和電源控制領(lǐng)域，活躍著(zhù)二十幾家半導體廠(chǎng)商。雖然競爭，但是由于“這個(gè)市場(chǎng)較大，足夠這些廠(chǎng)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
國內目前電機、電流盤(pán)控制基本是10~12位精度，ADI等半導體供應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，電機控制的效率以及電機噪聲的改善就會(huì )是一大步。

                    生產(chǎn)率提高策略：平臺化
平臺化的優(yōu)勢是可讓設計重復應用，同時(shí)可快速切入市場(chǎng)。

然而，由于電機控制涵蓋的領(lǐng)域很廣，平臺化的同時(shí)又要保證效率提高，對各半導體廠(chǎng)商是一個(gè)很大的挑戰。

為了方便設計，很多半導體公司努力推出高端的軟件平臺，從軟件上進(jìn)行調整。因為硬件平臺各家基本一致，對于不同的算法和過(guò)程目標及要求會(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)系統結合在一起，通過(guò)仿真結果，直接在處理器上實(shí)現。

富士通半導體公司市場(chǎng)部產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早也認為軟件是平臺化的關(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(hù)提供軟件時(shí)，要根據不同的電機提供不同的控制(算法)策略。“

                       平臺化的可行性分析
據張松鋼介紹，雖然電機千姿百態(tài)，但大同小異宗，70%~80%結構相似，原理上是怎么把這個(gè)電機旋轉起來(lái)，定子是固定的，由定子產(chǎn)生旋轉磁場(chǎng)，轉子跟隨旋轉磁場(chǎng)旋轉。因此所有電機共性的地方就是產(chǎn)生磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的波形可以是T型或方波等。感應電機會(huì )產(chǎn)生感應磁場(chǎng)，因為它會(huì )有一個(gè)差，轉子和定子永遠有一個(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可以用一個(gè)平臺來(lái)實(shí)現。

另外，所有的電機，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，在電機連線(xiàn)上的電流及電壓等量也需要檢測，還要檢測轉子相應的位置。所以作為整個(gè)電機控制平臺，除了功率驅動(dòng)，還需要實(shí)現電壓和電流檢測，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，客戶(hù)在最終做產(chǎn)品的時(shí)候，可以根據不同的需求進(jìn)行裁減，針對具體的對象，例如如果是感應電機，就用感應電機算法做。

圖 電機和電源控制平臺（來(lái)源：ADI）

                               ADI的方案
工業(yè)占ADI將近一半業(yè)務(wù)，電機領(lǐng)域ADI自然也十分重視。目前，ADI在整個(gè)電機和電源控制當中，除了功率器件不做外，其他所有相關(guān)信號調理的電路都做。尤其國內目前在信號檢測、電流/電壓檢測以及位置檢測方面，ADI具有一定的優(yōu)勢。處理器（電機控制）和電源控制方面，ADI近幾年已規劃了一系列的產(chǎn)品，預計今年下半年或明年推出。