據(jù)國際能源機構(gòu)IEA調(diào)查表示:全球45%的電能是電機所消耗的。在中國,這個比例更是高達54%。這一數(shù)據(jù)表明了電機的使用是多么廣泛,同時也說明了開發(fā)和使高效電機的重要性!
在當今競爭激烈、瞬息萬變的環(huán)境中,僅僅只是提高電機的高效性已經(jīng)無法適應(yīng)社會潮流,所有電機控制應(yīng)用都要求人們不斷尋找新的方式來提高能效、移動性和安全性。鑒于此,電子發(fā)燒友誠邀德州儀器模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理信本偉先生共同探討電機驅(qū)動與控制系統(tǒng)。
以安全為基礎(chǔ),打造高效電機王國
打通電機市場,高效、安全、智能、穩(wěn)定是關(guān)鍵
作為工業(yè)控制領(lǐng)先芯片方案廠商,德州儀器的電機驅(qū)動產(chǎn)品一直以來都尤其注重電機驅(qū)動和控制系統(tǒng)的安全性和效率,也一直致力于提高控制算法的性能。首先在效率方面,TI的產(chǎn)品通常會選擇最優(yōu)的驅(qū)動端的MOS,對于小電流的電機驅(qū)動產(chǎn)品TI通常集成MOSFET并且優(yōu)化RDSON,同時也持續(xù)通過降低靜態(tài)電流來減小電機不運轉(zhuǎn)時的功耗。
除此之外,信本偉先生指出,在工業(yè)領(lǐng)域,片上保護是TI一直強調(diào)的重點。像DRV系列電機驅(qū)動產(chǎn)品全都集成了完整的片上保護機制,包括過流、過熱、短路、欠壓等等,并且在最新的直流無刷驅(qū)動產(chǎn)品DRV10983($1.4244)和DRV10975($1.7437)上首次嘗試了所謂的Anti-Voltage Surge保護機制,主動去應(yīng)對在電機運轉(zhuǎn)時由電機自身對電源造成的瞬態(tài)電壓過沖現(xiàn)象。
電機驅(qū)動產(chǎn)品針對汽車應(yīng)用也做了特別的保護設(shè)計,比如針對load dump condition怎樣能夠在不增加過多成本的前提下盡量提高產(chǎn)品在這一狀況下的耐壓值。TI具有豐富的電機專業(yè)技術(shù)、廣泛的選擇范圍,以及全面的支持,可通過一顆芯片高度可靠的運轉(zhuǎn)不同電機或不同負載,并且不需要客戶投入過度的研發(fā)資源。比如DRV10($0.4387)983不需要客戶寫代碼即可驅(qū)動一個無傳感器的直流無刷電機(控制無傳感器的直流無刷電機非常復(fù)雜),提供足夠EEPROM,以便用戶針對不同電機進行配置以達到最優(yōu)效果。
步進電機是電機家族的“嬰兒”,大多數(shù)步進電機存在過零失真及電感放電失真等問題,在信本偉先生看來,最大的挑戰(zhàn)是如何要同時解決各種問題又不增加過多的成本,TI最新的DRV8846($1.6875)和DRV8880系列產(chǎn)品采取了創(chuàng)新的自適應(yīng)電流衰減和細分的算法,對小電流失真等情況做了充分的考慮。信本偉先生還強調(diào),TI的算法一直以來致力于降低噪音、減小震動、提高電機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性,保持在電機驅(qū)動市場的競爭力。
電機驅(qū)動產(chǎn)品及方案四大優(yōu)勢
作為全球市場領(lǐng)導(dǎo)者,TI利用先進的電機控制專業(yè)技術(shù)方面的豐富經(jīng)驗,并結(jié)合模擬和嵌入式處理產(chǎn)品系列,可提供完整的電機系統(tǒng)解決方案??偨Y(jié)起來TI電機驅(qū)動產(chǎn)品和方案主要有四方面的優(yōu)勢:
1、產(chǎn)品覆蓋面廣。產(chǎn)品可以用來驅(qū)動直流有刷、無刷、步進電機,針對伺服電機也有解決方案。在每個細分的電機類型里,也有不同的解決方案,比如針對時下最熱的BLDC,我們有有感、無感的解決方案,也有方波控制、弦波控制和更復(fù)雜的FOC,針對不同功率的電機都可以找出相應(yīng)的解決方案。
2、易于使用,可以縮短客戶的研發(fā)周期。DRV8系列有刷以及步進電機驅(qū)動和DRV10系列的無刷電機驅(qū)動芯片,都是將控制部分集成在電機內(nèi)部且性能很高,客戶可以很容易就完成電機驅(qū)動端的設(shè)計,從而將更多的精力投入到系統(tǒng)端的研發(fā)當中。
3、可靠性高。TI的電機驅(qū)動方案將保護機制集成在芯片內(nèi)部,可靠性很強。同時TI的算法也是致力于可以驅(qū)動有不同參數(shù)的電機,使同一款產(chǎn)品可以應(yīng)在有不同應(yīng)用需求的終端產(chǎn)品中而不產(chǎn)生問題,簡化研發(fā)周期。
4、完備的產(chǎn)品和支持。TI的產(chǎn)品不僅僅是芯片本身,我們還提供配套的評估套件、參考設(shè)計、應(yīng)用手冊等等,方便用戶使用。當客戶有問題時可以聯(lián)絡(luò)我們的FAE,但更方便的是直接登錄我們的E2E論壇或者為德州儀器在線支持社區(qū),電機驅(qū)動專家會在論壇上直接幫客戶解決技術(shù)問題。
電機是工業(yè)領(lǐng)域非常重要的一部分,同時也被稱為耗電大戶,如何利用好電機,一直以來都是業(yè)內(nèi)非常重視的問題。信本偉先生認為,對算法的優(yōu)化其實很大程度上也是聚焦在對效率的優(yōu)化上,在此領(lǐng)域一直居于業(yè)內(nèi)領(lǐng)先地位。TI的產(chǎn)品通常會選擇最優(yōu)驅(qū)動端的MOS,對于小電流的電機驅(qū)動產(chǎn)品TI通常集成MOSFET并且優(yōu)化RDSON,同時也持續(xù)通過降低靜態(tài)電流來減小電機不運轉(zhuǎn)時的功耗。