助力更精準、更高效和更可靠的電機驅動和控制解決方案

趙向源

能效問題一直是電機控制發展的關鍵技術之一，提高能效的途徑繁多，其中TI的嵌入式處理和模擬系列產品能夠發揮重要作用。例如用更節能的無傳感器矢量控制三相逆變器替換并網交流感應電機。無傳感器矢量控制需要對實時控制要求比較高的MCU和處理

器，比如TI的C2000?和Sitara?內置特有的控制以及工業通信外設;同時也需要高性能的隔離、傳感、電源和通信等模擬產品。另外，整流回饋單元和能量回收也能夠提高能效。當今許多工業驅動器的制動能量轉換為熱能后被損耗。而雙向AC/DC或DC/DC轉換器能夠通過反饋到電網或臨時存儲來回收制動能量。這些雙向AC/DC或DC/DC變換器也同樣需要實時控制MCU以及用于隔離、傳感、電源控制和通信的模擬半導體。

德州儀器通過幫助您設計具有更高效率、更精確、更可靠的電機驅動和控制系統來推動您的電機控制設計創新，重點聚焦在如下幾個方面。

a.精確控制：行業領先的精確模擬技術組合，用于控制位置、扭矩和速度，結合先進的信號處理技術，從而實現精確、實時的電機控制。

b.高可靠性及長使用壽命：一流的隔離技術，產品具有更長的使用壽命與隔離等級。

c.更高效率：創新的電機控制和驅動解決方案能夠降低功耗實現更高效率，同時通過高集成度以及創新的開關電源設計，從而減少全球能源的消耗。

針對這三個創新方向，德州儀器提出了全方面的電機控制系統創新方案。

1.配備集成加速器的實時MCU/處理器，如C2000?TMU、C2000?CLB和Sitara?PRU_ICSS，能夠更快地執行客戶的控制算法，以實現更高性能的驅動，并在單個MCU/處理器上配置更多軸以獲得更緊湊的多軸驅動。

2.配備集成控制和通信特定外設的MCU/處理器能夠使驅動器結構更緊湊，體積更小，并實現電機驅動器和運動控制器（如PLC）之間的同步，通信更快、延時更低。

3.無傳感器控制算法InstaSPIN-FOC：TI InstaSPIN無傳感器三柜電機解決方案能夠讓您更輕松地設計電子控制應用，無論是簡單應用或是復雜設計。TI支持InstaSPIN的MCU能為設計人員提供無傳感器或有傳感器的電機控制應用，比如Piccolo?系列微控制器就有專門的庫來實現。

4.集成有傳感器和無傳感器控制算法至低壓電機驅動器：用于12～48 V低壓變速BLDC（風扇，泵等）和開環步進驅動器。“TI的電機驅動器可助您輕松實現更小體積的設計，提供更平滑的運動控制和更好的保護。利用我們的集成解決方案和先進的片上控制算法以及保護、診斷和安全功能，實現智能柵極驅動和智能調諧，最大限度地提高電機性能。

5.擴展控制算法：整體電機控制算法包括專用執行器（如PWM外設）以生成三相互補PWM，以及用于電流和位置感應的專用感應外設，有助于減少整體控制的延遲，并改善與執行器和感應元件的控制回路同步。

6.MCU/MPU集成ADC和用于delta-sigma調制器的數字濾波器以及用于連接位置反饋傳感器的低延遲外設，有助于開發更緊湊的驅動器、減少控制回路延遲、提高性能，并將控制算法更好地同步到模擬執行器和反饋傳感子系統。