電機(jī)控制的趨勢及ST的解決方案

Dino?COSTANZO? （意法半導(dǎo)體?亞太區(qū)工業(yè)控制技術(shù)創(chuàng)新中心?負(fù)責(zé)人）

摘? 要：介紹了電機(jī)控制的趨勢及ST的解決方案。

關(guān)鍵詞：電機(jī)；電動(dòng)工具；空調(diào)；零轉(zhuǎn)速滿扭矩；MCU

1  工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電機(jī)趨勢 

在工廠自動(dòng)化領(lǐng)域，最新的技術(shù)進(jìn)步和新的發(fā)展前景正在推動(dòng)一些電機(jī)應(yīng)用快速發(fā)展，速度遠(yuǎn)超幾年前的預(yù)測。以電動(dòng)工具或吸塵器為例，過去，這些工具必須用一條電源線連接外部電源插座，機(jī)器笨重，體積大。然而現(xiàn)在，開發(fā)者很容易獲得 電機(jī)控制電子產(chǎn)品生態(tài)系統(tǒng)（微控制器+變頻器+高級電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)固件）和大容量鋰電池以及快速充電技術(shù)，利用精密復(fù)雜的仿真軟件工具，可以從零開始設(shè)計(jì)全新的電機(jī)控制系統(tǒng)。因此，新的無線電動(dòng)工具有望獲得巨大的市場成功，產(chǎn)品性能取得顯 著進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)零轉(zhuǎn)速滿扭矩、強(qiáng)勁動(dòng)力和靈活操作。

關(guān)于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域的電機(jī)，新應(yīng)用場景描繪工業(yè)傳感器能夠精確測量控制變量，并通過快速連接技術(shù)將多維數(shù)據(jù)安全地送回到主機(jī)。由于現(xiàn)在可以實(shí)現(xiàn)精密復(fù)雜的控制回路，因此，PMSM（永磁同步電機(jī)）和變頻驅(qū)動(dòng)器的使用率將會(huì)快速增長，同時(shí)借助容錯(cuò)算法和預(yù)測性維護(hù)技術(shù)，可靠性水平將會(huì)媲美甚至優(yōu)于良好的老技術(shù)。

隨著政府發(fā)布新的能效法規(guī)，例如，中國史上最嚴(yán)的空調(diào)新能效標(biāo)準(zhǔn)2020年7月1日將實(shí)施，即進(jìn)入空調(diào)標(biāo)準(zhǔn)的APF（季節(jié)能效）時(shí)代，再加上人們的環(huán)保意識增強(qiáng)，預(yù)計(jì)家電市場將會(huì)迎來持續(xù)增長，對于長時(shí)間工作的家電，例如，空調(diào)或冰箱，只有逐步升級改造技術(shù)，才能符合這些嚴(yán)格的能效要求。

2  ST的解決方案

意法半導(dǎo)體（ST）擁有產(chǎn)品種類齊全、技術(shù)先進(jìn)的電機(jī)控制電子產(chǎn)品，包括STM32系列微控制器、基于IGBT溝柵式場截止或超級結(jié)MOSFET的SLLIMM IPM（小型低損耗智能功率模塊）系列智能功率模塊、碳化硅MOSFET及二極管，以及通信接口等。

意法半導(dǎo)體察覺到在電動(dòng)工具、吸塵器、無人機(jī)電子轉(zhuǎn)速控制器、機(jī)器人、服務(wù)器散熱風(fēng)扇等市場上出現(xiàn)了微型化需求，而且還發(fā)現(xiàn)，有些應(yīng)用十分看重功能集成度，這樣可以減少組件數(shù)量，加快開發(fā)速度，同時(shí)減少潛在問題（EMI干擾、供應(yīng)鏈缺貨等）。有了意法半導(dǎo)體的STSPIN32F0系列系統(tǒng)封裝，這些需求和問題將全部迎刃而解，因?yàn)樗谝粋€(gè)封裝內(nèi)集成了STM32 MCU、柵極驅(qū)動(dòng)器、模擬外設(shè)和直流轉(zhuǎn)換器。

同時(shí)，意法半導(dǎo)體還有面向應(yīng)用的現(xiàn)成的解決方案，包括運(yùn)行電機(jī)控制、傳感器和通信接口固件庫的演示板和參考設(shè)計(jì)。例如，2 kW空調(diào)演示板和可在st.com官網(wǎng)目錄上免費(fèi)下載的STM32 MC SDK矢量控制無傳感器固件庫，共同組成一個(gè)高性能的開發(fā)平臺，可加快設(shè)計(jì)階段的研發(fā)進(jìn)度，使客戶能夠及時(shí)滿足市場需求。

此外，意法半導(dǎo)體的能力中心網(wǎng)絡(luò)為合作伙伴和客戶提供現(xiàn)場技術(shù)支持，通過貢獻(xiàn)和整合雙方在電機(jī)控制、自動(dòng)化、電力電源、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能領(lǐng)域的專業(yè)知識，共同探索和挖掘深層次的潛在應(yīng)用。

本文來源于科技期刊《電子產(chǎn)品世界》2020年第03期第16頁，歡迎您寫論文時(shí)引用，并注明出處。