如果某一天,突然有人告诉你:你的家中藏着大大小小近百个电机,你一定以为是天方夜谭。
但如果细心的你绕着房子慢慢走上一圈,就会惊奇的发现:起居室的空调、吸尘器、彩电、小家电,厨房的排风扇、抽油烟机、冰箱、微波炉等等都弥漫着电机的身影,似乎,我们的生活已经离不开电机了。据IMS调查数据显示,2010年世界电机出货量约为90亿套,2013年预计将出货量超过110亿套。
然而很多家用产品都是粗放型驱动,他们在默默吞噬着我们的电能。随着绿色能源的要求,我们需要这些控制能够更加精密、更节能,似乎电机行业到了电机效率飞跃提升的转折点。
拐点
“关于马达控制,我们的目标就是提高效率,”TI中国区开云棋牌官网在线客服事业部市场推广经理李志林告诉EEWORLD,而这种效率的提高得益于更优异的性能、更长的电池使用寿命、更紧凑的外形设计与更少的用电。
TI中国区开云棋牌官网在线客服事业部市场推广经理李志林
TI旨在通过嵌入式智能技术提升电机效率,包括增加电机的控制算法和采用数字速度及转矩控制环路,将原来粗放型控制的精度再提高。此外,嵌入式智能技术还可降低成本,加速产品上市进程,其正在加速市场从有刷电机到无刷电机的转型。
对此,TI拥有完整的马达解决方案:提供完整的电机系统解决方案支持模拟与嵌入式处理功能,包含ADC、电流感应放大器、高电压隔离与电源等。同时,集成型DRV8x电机驱动器不但可缩短产品上市时间,简化设计,还可提供片上保护功能。
DRV8x系列是集成型电机驱动器,最高可做到60V/60A。其中, 步进驱动器能够做到2.75V到52V,电流高达12A,支持最高达到256个细分,它有分度器、相位启用、PWM、串行控制,另外还有MCU+软件+驱动器套件。有刷DC马达现在也有很多产品,从2.75V到52V,电流高达24A,里面具有浪涌电流保护,相位启用、PWM和串行接口控制方式,也有MCU+软件+驱动套件。此外,无刷DC马达是从8到60V,电流高达13A,前置驱动器支持高达60A 的电流,同样提供MCU+软件+驱动套件。相对分立式解决方案,DRV8x 能够实现更便捷的设计、更快的启动时间更小的封装,更少的材料清单数、全面的保护和更高的性能。在2011年第二季度,TI推出了8 款支持高达 5 A 电流的最新器件,其可实现更高电流的双极 步进电机与有刷 DC 电机应用,进一步壮大了 DRV8x 电机驱动器产品阵营。最新 DRV8x 电机驱动器支持低至 100 毫欧的 RDSon,比前代产品低 60% 以上,从而可实现更高的电流与更优异的散热性能。该系列支持各种微步进选项,如外部微处理器支持高达 256 个以上微步进,而片上索引器则支持高达 32 个微步进。
除模拟马达驱动芯片之外,TI还具有高性能、超低功耗MCU:C2000™、MSP430、Stellaris ARM® Cortex™M3 MCU。此外,TI还提供综合而全面的支持与工具,包括参考设计、EVM、模块化控制器卡、按需按人培训、源代码库、集成型开发环境工具、电机驱动社区论坛、应用手册等。
布局
TI在电机方面未来发展方向是什么呢?
据李志林介绍,在模拟电机驱动器领域,TI将在以下领域发力:加强嵌入式控制、数字控制环路、拥有先进的控制算法、更高的集成度以及改进的动作属性引擎/性能。此外,在MCU技术领域,将实现自动化电机控制、提供差异化工具、增加更多的关于成本、效率、连接及安全性的选择、以及为客户提供增加更多的价值,让他们集中精力实现增值。
不仅如此,TI还投资研发,支持Kilby 电机实验室。该实验室是TI前期技术研发中心,主要开发开发新的电机技术、算法;测试真实环境下的应用,“比如买一些客户的洗衣机,在上面运行我们的软件和硬件环境,”李志林介绍,洗衣机、空调、冰箱、电动自行车等这些样品在Kilby实验室都有。从而通过推动创新解决方案而减少材料清单,最终为高效率工业设计降低功耗,为诸如工业泵及压缩机、HVAC、汽车、低电压风扇、医疗泵等应用带来令人振奋的机遇。
电机ABC
AC感应电机——消费类及工业应用中最常见的电机,代表工业革命背后的“肌肉”,AC感应电机在其中起到很大作用。
有刷DC电机——目前为止用的最好的电机,控制简单、转子的转动惯量较小。但电刷在每次换向时与转子换向片会打滑,且探刷与换向片会有摩擦,产生火花。其控制精度比较有限,适合开放控制。
无刷DC电机——该电机没有电刷或转向器,是目前应用最多、代表家电走向的技术。
永磁同步电机——也是目前比较热门的电机,在相对体积里的转矩功率可以做得非常大,主要应用于电动汽车、电动自行车等。它是基于AC感应电机和无刷DC电机之间的过渡产品,但性能非常不错。
步进电机——目前应用非常多,它能够实现开放控制且控制精度可以做得非常高。