电机驱动走向高效节能

王莹

摘要：本文介绍了电机驱动的最新技术动向，及部分厂商的解决方案。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/article/164380.htm

关键词：电机；驱动；高效；节能

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.9.001

白电的电机三特征

“节能，静音，智能”，这将是未来几年白色家电产品的主要特性，Spansion公司的发言人（原富士通半导体微控制器）称，“技术创新，加快开发周期”是目前白色家电厂商产品开发的主要需求。对于家用电器耗能最大的电机，如空调、冰箱的压缩机，洗衣机的电机和风扇的电机，经历了从交流电机到直流无刷电机、永磁同步电机和直驱电机的演变。节能、提高能耗比是电机发展的主要因素；而减少电机的震动噪音，提供舒适、智能的控制等需求提升则推动电机控制器及控制技术的创新。

作为电机控制器的核心，芯片也经历着从专用芯片（ASIC）到8位、16位及32位通用微控制器（MCU）/数字信号处理器（DSP）的演变。电机控制算法的提升，不同种类电机的灵活控制，如正弦波矢量控制、闭环控制和无传感器控制、高转速电机控制等需要运算处理能力强、频率高、处理和采样速度快速的微控制器。

2013年中国白电市场，经过前几年的激励政策和产品推陈出新，变频家电已得到市场认可，变频产品市场份额逐年提升。

重视细节：处理性能与模拟功能

“虽然能效是电机控制选择MCU解决方案时需要考虑的一点，但更为重要的是处理性能与芯片上模拟功能的级别。”Silicon Labs公司8位MCU产品市场经理Abhijit Grewal解释道，例如，为了满足电机控制的性能要求，Silicon Labs围绕高速8051内核设计了F85x/6x系列MCU，该内核比同类竞争对手产品速度要高50%。这种高性能支持更加精确的脉宽调制（PWM）、提升电机控制效率、以及能够针对各种电机速度而执行更复杂算法的能力。F85x/6x系列MCU也支持3个独立的高精确度PWM通道，它们具有内置的过电流保护/故障检测能力，特别适用于电机控制和电源等应用。此外，F85x/6x 系列MCU包括一个12位多通道模数转换器（ADC）、两路具有可编程滞后和响应时间的模拟比较器、高精度内部参考电压。该MCU也具有高精确度的24.5MHz低功耗振荡器和低频率80kHz振荡器，从而消除了通常所需的外部时钟或晶体。片上温度传感器简化了系统校准过程，不需要添加额外的片外传感器。多种通信外设（I2C、SPI和UART）也为开发人员带来基于应用需求而选择外设的灵活性。这些片上特性的整合使得开发人员在设计中仅需要极少的外部器件，与竞争对手MCU相比带来更低的系统成本。