意法半導體電機控制用MCU的提升能效之道

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意法半導體電機控制用MCU的提升能效之道

本刊記者薛士然

資源過度消耗將導致生態環境急劇惡化，人們在不斷壓縮生化燃料時，就要加大用電量，因此，提高用電效率將有利于改善生態環境。據統計，世界發電量的二分之一是被電機消耗掉的，所以降低電機能耗也成為國家的強制要求，中國能效標準GB2也要提升至與歐洲IE3統一，這就給能耗產品設置了更高的門檻。

意法半導體大中華與南亞區工業應用與功率分立器件產品部戰略計劃與業務開發總監Allan Lagasca介紹，當前中國提升能效標準，客戶對電機控制用MCU的低功耗要求也更加苛刻，意法半導體不斷研究新的技術，在滿足性能要求的前提下，消耗更少的能量。比如， 面向PMSM、PMAC和感應電機(其采用高性能微控制器、功率晶體管與高壓柵極驅動器IC)的磁場定向控制(FOC)軟件滿足了對更高效率的需求； 對于功率較低的應用，面向步進電機的新型高集成度控制器/驅動器IC可以讓步進電機實現更順暢的運轉和更高的定位精度。

寬泛的產品線滿足你我他

意法半導體從2002年開始致力于三相電機控制技術的研發，STM32產品已經在市場上廣泛應用，其9大產品系列已經涵蓋了超低功耗、主流型、超高性能應用，包括應用于直流無刷電機矢量控制的入門級解決方案STM32 F0，一片的價格才32美分，而且ADC、定時器、CAN總線、USB外設一應俱全；滿足主流應用的STM32 F1和F3，可以用于伺服電機、變頻器和無人機等應用；滿足高端應用的STM 32 F4和F7，全方位覆蓋從工業控制到可穿戴、傳感器融合應用。

市場上用于電機控制的MCU產品非常多，Lagasca表示，意法半導體的產品雖然在消費電子領域的應用非常多，但是公司的重點客戶依然是工業應用，這足以說明意法半導體產品的性能和價格都是非常具有競爭力的，而這與8 700名研發工程師的努力是分不開的。

筆者認為，雖然現在32位MCU的價格已經很低了，但是如果單純靠價格戰的競爭策略只會使產業停滯不前，唯有不斷的研發才能保持公司長久的競爭力。

簡單的開發套件助力你我他

單純賣產品的時代已經過去，能否提供更多開發工具幫助客戶縮短產品開發周期已經成為產品競爭力的一個重要部分，正所謂在后硬件時代，軟件的作用不容忽視，意法半導體也在不斷推出助力工程師設計的工具套件。

近日，公司推出一款電機控制入門套件外加一個新的免費軟件算法，能夠協助電機控制工程師和愛好者在極短的時間內開發出高效的電機矢量控制方案，例如無人機、家電、電動自行車、家庭自動化、醫療儀器和工業機器等。這個套件采用一個攜帶方便的吸塑包裝盒，包括STM32 F3 Nucleo微控制器板、基于STSPIN L6230電機驅動器芯片的直插式48 V/1.4 A電機驅動板以及一個低壓無刷電機。

在連接電路板和電機后，用戶使用微控制器預裝的梯形或正弦矢量控制算法示例即可運行電機。在電機運行過程中，用戶可以比較并了解電機控制算法，然后使用MC WORKBENCH配置器及代碼生成器，按照自己的需求修改控制器設計。這款免費且基于PC的MC WORKBENCH軟件可以簡化電機控制固件庫的自定義設置，還能幫助用戶設置不同的電機或者意法半導體電機控制生態系統的其他驅動板。而且，最新版的算法庫中還引入了一個便利的“Motor Profiler”工具，能夠自動偵測電機參數，自動配置電機控制算法庫，無需任何附加設備，一接觸即可進行以微調方式在寬速度范圍內簡化負載和慣性的調節過程。

關鍵是這個開發套件免費的開放式源代碼可用于大多數STM32 MCU和各種硬件電路板。Lagasca也強調，意法半導體的技術支持非常強大，有簡單的開發工具套件才是最好的證明。

多種多樣的MCU+分立器件+簡便的開發工具(包括軟件和硬件)+各種靈活的控制算法就構成了意法半導體電機控制解決方案，幫助客戶應對智能生活和能效提升的苛刻要求。