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TI以嵌入式智能控制技術提高電機效率

http://www.moduwu.com 2011-08-22 09:22 來源:日經BP社

   “目前已經到了電機效率飛躍提升的轉折點,這意味著更高的性能、更長的電池使用壽命、更緊湊的外形設計與更低的功耗。TI將通過控制算法、數字速度及轉矩控制環路等嵌入式智能技術提高電機效率,幫助市場從有刷到無刷電機的加速轉型。”——TI中國區半導體事業部市場推廣經理李志林在8月10日于北京的媒體溝通會上表示。

  TI的定制電機解決方案系列基于通用開發平臺,支持各種電機類型,包括完整的電機系統解決方案支持模擬與嵌入式處理功能,如ADC、電流感應放大器、高電壓隔離與電源等。集成型DRV8x電機驅動器可縮短產品上市時間,簡化設計,提供片上保護功能。還有高性能、超低功耗的C2000、MSP430、Stellaris ARM Cortex M3 MCU。支持和工具包括參考設計、EVM、模塊化控制器卡、源代碼庫、集成型開發環境工具等。

  在模擬電機驅動器方面,TI未來的重點創新有:1.嵌入式控制,芯片里集成相位檢測和控制功能;2.先進的控制算法,例如,電機控制的16位MCU里移植了前期技術研發中心Kilby電機實驗室開發的精簡指令FOC算法,可提高控制精度,并降低噪聲。3.數字控制環路;4.更高的集成度,如電流環路檢測和隔離電路等;5.改進的動作屬性引擎與性能,電機的精確度、線性度更高,例如要往256細分,或者半流,電機可全電流運行,但在減少運行或不運行時,把電流降下來。

  在基于MCU的數字電機控制方面,重點創新包括自動化電機控制;差異化工具;不同系統的匹配性與安全性。

  李志林強調:“DRV8x集成型電機驅動器是我們的重點技術方案,它相對分立式解決方案的優勢為:設計方便,啟動時間快,封裝小,材料成本低,過流、過熱、欠壓保護功能強。”

  DRV8x最高支持60V/60A,含MCU、軟件和驅動器套件。1.步進驅動器的工作電壓為2.75V到52V;電流為12A;支持256個以上微步進,有分度器、相位啟用、PWM、串行控制。2.有刷DC驅動器的工作電壓為2.75V到52V;電流為24A;浪涌電流保護;有相位啟用、PWM、串行控制。3.無刷DC驅動器的工作電壓為8到60V;電流為13A,把MOSFET集成在里面,封裝之后電流可以到24A。前置驅動器支持60A的電流。

  2011年第二季度推出了8款高電源效率和高散熱效率的DRV8系列產品,接口方式不一樣。DRV8813有相位啟用功能,電流為2.5A,可以做到4倍細分。DRV8829的電流是5A,做到半個步進,兩個8829的電壓在40V以上,是32細分。DRV8825采用Index細分,規定的電機最高分辨率是0.9度或1.8度,里面有不同的相,加不同幅度的電流,在1.8度區間內再細分。

  有刷驅動器DRV8814的電流為2.5A,兩個有刷驅動器,DRV8840是5A,有浪涌電流保護。步進或有刷驅動器DRV8841的電流為2.5A,2個有刷驅動器,4倍細分。DRV8842的電流是5A,半個步進,32倍細分。DRV8843的電流是2.5A,兩個有刷驅動器,4倍細分。

  整個套件算法支持無傳感器FOC或無傳感器/傳感器梯形波三種控制方式,可以為三相電機實現快速開發。DRV8312具有穩健可靠的逐周期過流、過溫、短路及欠壓保護功能。DSP的峰值200W,EVM如圖1所示。主要用在驅動醫療泵、自動門、升降機和小型泵。

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