電機驅動(dòng)走向高效節能

　　正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)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(gè)技術(shù)主流趨勢是在正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)上。如何通過(guò)先進(jìn)的變頻控制達到空調的多功能、高舒適性、低噪音低振動(dòng)以及最關(guān)鍵的提高能效比，是目前市場(chǎng)上最為關(guān)心的問(wèn)題。目前源于各大先進(jìn)半導體公司及電機應用廠(chǎng)商的共同努力，正弦波無(wú)傳感器直流變頻控制技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應用和普及，其優(yōu)越性得到了市場(chǎng)的一致認可。接下來(lái)需要解決和改善的方向主要有：進(jìn)一步完善控制算法，提高電機效率，降低振動(dòng)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(chǎng)商和電機廠(chǎng)商的配合，通過(guò)先進(jìn)的產(chǎn)品推動(dòng)直流變頻時(shí)代的快速前進(jìn)。

　　精確的位置控制及電流控制

　　在現代電機應用領(lǐng)域，工業(yè)伺服將扮演越來(lái)越重要的角色，對于電機控制的要求，已不僅僅停留在滿(mǎn)足節能要求的通用變頻器及速度控制，而越來(lái)越多的應用與領(lǐng)域需要精確的位置控制及電流控制;無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)、工業(yè)自動(dòng)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行器件。相對于家用領(lǐng)域，更多地考慮成本及無(wú)傳感器控制。而在汽車(chē)及交通領(lǐng)域，可靠性將是最重要的因素。

         

　　白電的電機三特征

　　“節能，靜音，智能”，這將是未來(lái)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(chēng)，“技術(shù)創(chuàng )新，加快開(kāi)發(fā)周期”是目前白色家電廠(chǎng)商產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機，如空調、冰箱的壓縮機，洗衣機的電機和風(fēng)扇的電機，經(jīng)歷了從交流電機到直流無(wú)刷電機、永磁同步電機和直驅電機的演變。節能、提高能耗比是電機發(fā)展的主要因素;而減少電機的震動(dòng)噪音，提供舒適、智能的控制等需求提升則推動(dòng)電機控制器及控制技術(shù)的創(chuàng )新。

　　作為電機控制器的核心，芯片也經(jīng)歷著(zhù)從專(zhuān)用芯片(ASIC)到8位、16位及32位通用微控制器(MCU)/數字信號處理器(DSP)的演變。電機控制算法的提升，不同種類(lèi)電機的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環(huán)控制和無(wú)傳感器控制、高轉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(chǎng)，經(jīng)過(guò)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(chǎng)認可，變頻產(chǎn)品市場(chǎng)份額逐年提升。

　　重視細節：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(shí)需要考慮的一點(diǎn)，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(chǎng)經(jīng)理Abhijit Grewal解釋道，例如，為了滿(mǎn)足電機控制的性能要求，Silicon Labs圍繞高速8051內核設計了F85x/6x系列MCU，該內核比同類(lèi)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制(PWM)、提升電機控制效率、以及能夠針對各種電機速度而執行更復雜算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3個(gè)獨立的高精確度PWM通道，它們具有內置的過(guò)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，F85x/6x 系列MCU包括一個(gè)12位多通道模數轉換器(ADC)、兩路具有可編程滯后和響應時(shí)間的模擬比較器、高精度內部參考電壓。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(shí)鐘或晶體。片上溫度傳感器簡(jiǎn)化了系統校準過(guò)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(kāi)發(fā)人員帶來(lái)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(kāi)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(lái)更低的系統成本。

　　參考文獻：

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