如果某一天,,突然有人告訴你:你的家中藏著大大小小近百個(gè)電機(jī),,你一定以為是天方夜譚,。
但如果細(xì)心的你繞著房子慢慢走上一圈,,就會(huì)驚奇的發(fā)現(xiàn):起居室的空調(diào)、吸塵器,、彩電,、小家電,廚房的排風(fēng)扇,、抽油煙機(jī),、冰箱、微波爐等等都彌漫著電機(jī)的身影,,似乎,,我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)電機(jī)了。據(jù)IMS調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,,2010年世界電機(jī)出貨量約為90億套,,2013年預(yù)計(jì)將出貨量超過(guò)110億套。
然而很多家用產(chǎn)品都是粗放型驅(qū)動(dòng),,他們?cè)谀淌芍覀兊碾娔?。隨著綠色能源的要求,我們需要這些控制能夠更加精密,、更節(jié)能,,似乎電機(jī)行業(yè)到了電機(jī)效率飛躍提升的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
拐點(diǎn)
“關(guān)于馬達(dá)控制,,我們的目標(biāo)就是提高效率,,”TI中國(guó)區(qū)半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)推廣經(jīng)理李志林告訴EEWORLD,而這種效率的提高得益于更優(yōu)異的性能,、更長(zhǎng)的電池使用壽命,、更緊湊的外形設(shè)計(jì)與更少的用電。
TI中國(guó)區(qū)半導(dǎo)體事業(yè)部市場(chǎng)推廣經(jīng)理李志林
TI旨在通過(guò)嵌入式智能技術(shù)提升電機(jī)效率,,包括增加電機(jī)的控制算法和采用數(shù)字速度及轉(zhuǎn)矩控制環(huán)路,,將原來(lái)粗放型控制的精度再提高。此外,,嵌入式智能技術(shù)還可降低成本,,加速產(chǎn)品上市進(jìn)程,,其正在加速市場(chǎng)從有刷電機(jī)到無(wú)刷電機(jī)的轉(zhuǎn)型。
對(duì)此,,TI擁有完整的馬達(dá)解決方案:提供完整的電機(jī)系統(tǒng)解決方案支持模擬與嵌入式處理功能,,包含ADC、電流感應(yīng)放大器,、高電壓隔離與電源等,。同時(shí),集成型DRV8x 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器不但可縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),,還可提供片上保護(hù)功能。
DRV8x系列是集成型電機(jī)驅(qū)動(dòng)器,,最高可做到60V/60A,。其中,步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器能夠做到2.75V到52V,,電流高達(dá)12A,,支持最高達(dá)到256個(gè)細(xì)分,它有分度器,、相位啟用,、PWM、串行控制,,另外還有MCU+軟件+驅(qū)動(dòng)器套件,。有刷DC馬達(dá)現(xiàn)在也有很多產(chǎn)品,從2.75V到52V,,電流高達(dá)24A,,里面具有浪涌電流保護(hù),相位啟用,、PWM和串行接口控制方式,,也有MCU+軟件+驅(qū)動(dòng)套件。此外,,無(wú)刷DC馬達(dá)是從8到60V,,電流高達(dá)13A,前置驅(qū)動(dòng)器支持高達(dá)60A 的電流,,同樣提供MCU+軟件+驅(qū)動(dòng)套件,。相對(duì)分立式解決方案,DRV8x 能夠?qū)崿F(xiàn)更便捷的設(shè)計(jì),、更快的啟動(dòng)時(shí)間更小的封裝,,更少的材料清單數(shù)、全面的保護(hù)和更高的性能,。在2011年第二季度,,TI推出了8 款支持高達(dá) 5 A 電流的最新器件,,其可實(shí)現(xiàn)更高電流的雙極步進(jìn)電機(jī)與有刷 DC 電機(jī)應(yīng)用,進(jìn)一步壯大了 DRV8x 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品陣營(yíng),。最新 DRV8x 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器支持低至 100 毫歐的 RDSon,,比前代產(chǎn)品低 60% 以上,從而可實(shí)現(xiàn)更高的電流與更優(yōu)異的散熱性能,。該系列支持各種微步進(jìn)選項(xiàng),如外部微處理器支持高達(dá) 256 個(gè)以上微步進(jìn),,而片上索引器則支持高達(dá) 32 個(gè)微步進(jìn),。
除模擬馬達(dá)驅(qū)動(dòng)芯片之外,TI還具有高性能,、超低功耗MCU:C2000™,、MSP430、Stellaris ARM® Cortex™M3 MCU,。此外,,TI還提供綜合而全面的支持與工具,包括參考設(shè)計(jì),、EVM,、模塊化控制器卡、按需按人培訓(xùn),、源代碼庫(kù),、集成型開(kāi)發(fā)環(huán)境工具、電機(jī)驅(qū)動(dòng)社區(qū)論壇,、應(yīng)用手冊(cè)等,。
布局
TI在電機(jī)方面未來(lái)發(fā)展方向是什么呢?
據(jù)李志林介紹,,在模擬電機(jī)驅(qū)動(dòng)器領(lǐng)域,,TI將在以下領(lǐng)域發(fā)力:加強(qiáng)嵌入式控制、數(shù)字控制環(huán)路,、擁有先進(jìn)的控制算法,、更高的集成度以及改進(jìn)的動(dòng)作屬性引擎/性能。此外,,在MCU技術(shù)領(lǐng)域,,將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化電機(jī)控制、提供差異化工具,、增加更多的關(guān)于成本,、效率、連接及安全性的選擇,、以及為客戶(hù)提供增加更多的價(jià)值,,讓他們集中精力實(shí)現(xiàn)增值,。
不僅如此,TI還投資研發(fā),,支持Kilby 電機(jī)實(shí)驗(yàn)室,。該實(shí)驗(yàn)室是TI前期技術(shù)研發(fā)中心,主要開(kāi)發(fā)開(kāi)發(fā)新的電機(jī)技術(shù),、算法,;測(cè)試真實(shí)環(huán)境下的應(yīng)用,“比如買(mǎi)一些客戶(hù)的洗衣機(jī),,在上面運(yùn)行我們的軟件和硬件環(huán)境,,”李志林介紹,洗衣機(jī),、空調(diào),、冰箱、電動(dòng)自行車(chē)等這些樣品在Kilby實(shí)驗(yàn)室都有,。從而通過(guò)推動(dòng)創(chuàng)新解決方案而減少材料清單,,最終為高效率工業(yè)設(shè)計(jì)降低功耗,為諸如工業(yè)泵及壓縮機(jī),、HVAC,、汽車(chē)、低電壓風(fēng)扇,、醫(yī)療泵等應(yīng)用帶來(lái)令人振奮的機(jī)遇,。
電機(jī)ABC
AC感應(yīng)電機(jī)——消費(fèi)類(lèi)及工業(yè)應(yīng)用中最常見(jiàn)的電機(jī),代表工業(yè)革命背后的“肌肉”,,AC感應(yīng)電機(jī)在其中起到很大作用,。
有刷DC電機(jī)——目前為止用的最好的電機(jī),控制簡(jiǎn)單,、轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小,。但電刷在每次換向時(shí)與轉(zhuǎn)子換向片會(huì)打滑,且探刷與換向片會(huì)有摩擦,,產(chǎn)生火花,。其控制精度比較有限,適合開(kāi)放控制,。
無(wú)刷DC電機(jī)——該電機(jī)沒(méi)有電刷或轉(zhuǎn)向器,,是目前應(yīng)用最多、代表家電走向的技術(shù),。
永磁同步電機(jī)——也是目前比較熱門(mén)的電機(jī),,在相對(duì)體積里的轉(zhuǎn)矩功率可以做得非常大,主要應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē),、電動(dòng)自行車(chē)等,。它是基于AC感應(yīng)電機(jī)和無(wú)刷DC電機(jī)之間的過(guò)渡產(chǎn)品,,但性能非常不錯(cuò)。
步進(jìn)電機(jī)——目前應(yīng)用非常多,,它能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)放控制且控制精度可以做得非常高,。