Xilinx推出業(yè)內第一個PFM電機控制方案

　　日前消費類和低端工業(yè)電機控制設備市場主要采用的還是基于PWM算法的電機控制方案，而且主要基于mcu和DSP平臺，但這些用PWM算法實現(xiàn)的電機控制方案都有一個很大的不足，即PWM電機控制方案的輸出端波形有很多高值諧波，這就不可避免地帶來難以解決的EMI問題，其次PWM電機控制方案還有能效不夠高和時延較長的問題。

　　PWM電機控制方案的這些缺點促使業(yè)界研究更先進的PFM控制算法，PFM電機控制方案可有效地消除這些高值諧波，大大地減少了EMI問題，從而在理論上可節(jié)省很多EMI消除措施帶來的額外成本。

　　今天很多大學和研究機構都發(fā)表了不少關于如何用PFM算法實現(xiàn)更好電機控制的學術論文，但遺憾的是，由于電機控制的復雜性，至今沒有一家供應商開發(fā)出基于PFM算法的電機控制方案。

　　令人意想不到的是，今天Xilinx在FPGA平臺上實現(xiàn)了PFM電機控制方案，并在最近的深圳工業(yè)與嵌入式應用展上首次對外展示了采用PFM算法實現(xiàn)的電機控制板。PFM在理論上是一種比PWM更好的電機控制算法，因為它可以實現(xiàn)更高的能效和更低的EMI。

　　Xilinx獨家開發(fā)出的PFM電機控制平臺

　　Xilinx新興業(yè)務拓展經(jīng)理黃文杰指出：“Xilinx歐洲電機控制專家會同第三方合作伙伴率先在業(yè)內實現(xiàn)了基于PFM算法的電機控制方案。理論上我們應該是業(yè)內第一家實現(xiàn)PFM電機控制方案的供應商，因為我們已經(jīng)在申請專利，現(xiàn)在正在審批過程之中。”

　　Xilinx新興業(yè)務拓展經(jīng)理黃文杰

　　他說，由于很多電機應用設備都需要通過EMI測試和認證，因此如果采用PWM電機控制方案，設備制造商就必須要采用很多其他措施來解決EMI問題，而這意味著要增加很多成本。但如果這些電機設備供應商采用我們的PFM電機控制方案，他們就可以省掉這些成本。

　　此外，基于FPGA平臺的電機控制方案還可以將電機控制的時延做得更小和更精準，這也意味著可以將電機的能效做得更高，從而使電機設備的附加值或差異化優(yōu)勢就更大。今天市場上很多基于MCU和DSP平臺的電機控制解決方案雖然有成本更低的優(yōu)勢，但它們都無法提供更省電和低時延的解決方案。

　　這一因素也推動一些高端電機設備制造商希望FPGA供應商能夠提供時延更短、更精確的電機控制方案，以幫助他們實現(xiàn)產品的差異化特色。

　　“目前業(yè)內通常用MCU實現(xiàn)的電機控制方案一般有40-50us的延時，用DSP實現(xiàn)的電機控制方案一般也要20-30us的延時。”黃文杰表示，“如果用Spantan-6 FPGA來實現(xiàn)電機控制的話，最低時延可降低到2.5us。此外，由于MCU和DSP都是串行運算機制，如果用它們來控制4或8個電機時，最長時延就會增加4倍或8倍，而FPGA是并行計算機制，不管用它控制多少個電機，每個電機的時延都是一樣的，都可做到2.5us。”

　　他補充道，即便單純從單板購買成本上講，如果要同時控制的電機數(shù)量超過8個，那么用FPGA來實現(xiàn)控制性價比是比較有優(yōu)勢的。事實上，Xilinx爭取的電機控制市場也就是那些對性能要求比較高的多電機應用場合。

　　電機是今天最耗電的設備，66%的電網(wǎng)電力都消耗在電機上，如果電機控制的好，那么在電機上省下來的錢就遠遠不是控制芯片價錢的數(shù)量級。而且電機壽命取決于控制方法，如果控制得好，那么電機的壽命就會延長。

　　黃文杰表示，我們一個客戶買的電機壽命是10萬小時，但實際使用壽命為12萬小時，這有效幫助他降低了維護和運營成本，因為更換電機常常意味著生產線要停下來。這也是為什么今天的高端電機設備制造商都在尋找更高端電機控制方案的背后原因。

　　目前只有Xilinx獨家提供基于PFM算法的電機控制方案，黃文杰表示：“目前該技術還沒有分享給我們的分銷商伙伴，如科通和安富利，未來我們會把PFM電機控制方案從Spantan-6 FPGA平臺移植到ZYNQ-7000 FPGA平臺上。”