電機驅動走向高效節能

王瑩

摘要：本文介紹了電機驅動的最新技術動向，及部分廠商的解決方案。本文網絡版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/164380.htm

關鍵詞：電機；驅動；高效；節能

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.001

白電的電機三特征

“節能，靜音，智能”，這將是未來幾年白色家電產品的主要特性，Spansion公司的發言人（原富士通半導體微控制器）稱，“技術創新，加快開發周期”是目前白色家電廠商產品開發的主要需求。對于家用電器耗能最大的電機，如空調、冰箱的壓縮機，洗衣機的電機和風扇的電機，經歷了從交流電機到直流無刷電機、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新。

作為電機控制器的核心，芯片也經歷著從專用芯片（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，不同種類電機的靈活控制，如正弦波矢量控制、閉環控制和無傳感器控制、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，經過前幾年的激勵政策和產品推陳出新，變頻家電已得到市場認可，變頻產品市場份額逐年提升。

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產品市場經理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內核設計了F85x/6x系列MCU，該內核比同類競爭對手產品速度要高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個獨立的高精確度PWM通道，它們具有內置的過電流保護/故障檢測能力，特別適用于電機控制和電源等應用。此外，F85x/6x 系列MCU包括一個12位多通道模數轉換器（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成本。