助力更精準(zhǔn)、更高效和更可靠的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制解決方案

能效問題一直是電機(jī)控制發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)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(chǎn)品能夠發(fā)揮重要作用。例如用更節(jié)能的無(wú)傳感器矢量控制三相逆變器替換并網(wǎng)交流感應(yīng)電機(jī)。無(wú)傳感器矢量控制需要對(duì)實(shí)時(shí)控制要求比較高的MCU 和處理器，比如TI 的C2000? 和Sitara? 內(nèi)置特有的控制以及工業(yè)通信外設(shè)；同時(shí)也需要高性能的隔離、傳感、電源和通信等模擬產(chǎn)品。另外，整流回饋單元和能量回收也能夠提高能效。當(dāng)今許多工業(yè)驅(qū)動(dòng)器的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)換為熱能后被損耗。而雙向AC/DC 或DC/DC 轉(zhuǎn)換器能夠通過反饋到電網(wǎng)或臨時(shí)存儲(chǔ)來(lái)回收制動(dòng)能量。這些雙向AC/DC 或DC/DC 變換器也同樣需要實(shí)時(shí)控制MCU 以及用于隔離、傳感、電源控制和通信的模擬半導(dǎo)體。

德州儀器通過幫助您設(shè)計(jì)具有更高效率、更精確、更可靠的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制系統(tǒng)來(lái)推動(dòng)您的電機(jī)控制設(shè)計(jì)創(chuàng)新，重點(diǎn)聚焦在如下幾個(gè)方面。

a.精確控制：行業(yè)領(lǐng)先的精確模擬技術(shù)組合，用于控制位置、扭矩和速度，結(jié)合先進(jìn)的信號(hào)處理技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)精確、實(shí)時(shí)的電機(jī)控制。

b.高可靠性及長(zhǎng)使用壽命：一流的隔離技術(shù)，產(chǎn)品具有更長(zhǎng)的使用壽命與隔離等級(jí)。

c.更高效率：創(chuàng)新的電機(jī)控制和驅(qū)動(dòng)解決方案能夠降低功耗實(shí)現(xiàn)更高效率，同時(shí)通過高集成度以及創(chuàng)新的開關(guān)電源設(shè)計(jì)，從而減少全球能源的消耗。

針對(duì)這三個(gè)創(chuàng)新方向，德州儀器提出了全方面的電機(jī)控制系統(tǒng)創(chuàng)新方案。

1.配備集成加速器的實(shí)時(shí)MCU/ 處理器，如C2000?TMU、C2000? CLB 和Sitara? PRU_ICSS，能夠更快地執(zhí)行客戶的控制算法，以實(shí)現(xiàn)更高性能的驅(qū)動(dòng)，并在單個(gè)MCU/處理器上配置更多軸以獲得更緊湊的多軸驅(qū)動(dòng)。

2.配備集成控制和通信特定外設(shè)的MCU/ 處理器能夠使驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)更緊湊，體積更小，并實(shí)現(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)控制器( 如PLC) 之間的同步，通信更快、延時(shí)更低。

3.無(wú)傳感器控制算法InstaSPIN-FOC：TI InstaSPIN無(wú)傳感器三相電機(jī)解決方案能夠讓您更輕松地設(shè)計(jì)電子控制應(yīng)用，無(wú)論是簡(jiǎn)單應(yīng)用或是復(fù)雜設(shè)計(jì)。TI 支持InstaSPIN 的MCU 能為設(shè)計(jì)人員提供無(wú)傳感器或有傳感器的電機(jī)控制應(yīng)用，比如Piccolo? 系列微控制器就有專門的庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4.集成有傳感器和無(wú)傳感器控制算法至低壓電機(jī)驅(qū)動(dòng)器：用于12 ～ 48 V 低壓變速BLDC（風(fēng)扇，泵等）和開環(huán)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。“TI 的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器可助您輕松實(shí)現(xiàn)更小體積的設(shè)計(jì)，提供更平滑的運(yùn)動(dòng)控制和更好的保護(hù)。利用我們的集成解決方案和先進(jìn)的片上控制算法以及保護(hù)、診斷和安全功能，實(shí)現(xiàn)智能柵極驅(qū)動(dòng)和智能調(diào)諧，最大限度地提高電機(jī)性能。

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

6.MCU/MPU 集成ADC 和用于delta-sigma 調(diào)制器的數(shù)字濾波器以及用于連接位置反饋傳感器的低延遲外設(shè), 有助于開發(fā)更緊湊的驅(qū)動(dòng)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(zhí)行器和反饋傳感子系統(tǒng)。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2022年3月期）