扎根电机市场,TI会一直走下去
2011-08-22
作者:电子技术应用网记者:陈颖莹
“十二五”规划可谓是现在中国很多企业制定公司决策和产品规划的风向标,其中节能是一个重要议题,欧美等发达国家也有很多关于节能的政策。各国政府都是为了应对能源危机和生态恶化,这并不是危言耸听,而是我们正在经历的事情。所以,无论是个人还是政府,都应该通过更低的成本、更智能、安全、环保的方式来“驱动”这个社会的进行,“驱动”我们每天的生活。
转折点
某权威调查显示,在美国一个普通家庭里,每一时刻大概有一百个电机在运转。家庭里为什么会有一百个马达在转呢?可能大家忽略家用产品的马达,例如抽油烟机、微波炉、吸尘器、空调,而冰箱里至少有2~3个马达(压缩机马达、冷却风扇、制冰机),此外,电脑、DVD、VCD全部都是有马达的。在工业应用里的马达也很多,如一些传输设备、自动化生产线、纺织机械。在商业应用领域中,ATM机等几乎与钱有关的设备都有马达。而汽车所使用的马达更是种类繁多。
总之,电机无疑在社会和日常生活中扮演着十分重要的角色,TI凭借着在该领域二十多年的丰富经验,不断地通过嵌入式智能技术提高电机的效率。TI中国区半导体事业部市场推广经理李志林是这样解释TI为什么在这个时间点特别重视马达的:“2010年世界电机出货量约90亿套,预计2013年将超110亿套。现在已经到了电机效率飞跃提升的转折点,更高的效率=更优异的性能+更长的电池使用寿命+更紧凑的外形设计+更少的用电。”
至于到底现在是不是转折点,不管你信不信,反正我信了。在此之前,TI以及其他厂商都推出了不少于电机有关的产品。例如TI最新的Concerto系列MCU,就完美地集成了C2000和ARM Cortex-M3,专门用于马达控制等相关领域。
针对电机如此庞大市场,李志林经理向记者深入介绍了TI能做什么,将要做什么。
TI中国区半导体事业部市场推广经理李志林
现在的事
现在绿色能源对马达提出了更高的要求。马达整个电能的消耗大概由以下几块组成:照明(占30%的耗能)、运行效率、传输过程的损耗。控制算法、数字速度及转矩控制环路都可以很好地提升电机效率,其实就是要通过各种途径提高控制精度,这也是TI所做的事情。
李经理介绍到:从软件到硬件,TI提供更智能、更安全、更绿色环保的电机驱动与控制解决方案。
(1)TI提供定制的电机解决方案系列,主要包括以下三方面:
–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。
–集成型DRV8x 电机驱动器不但可缩短产品上市时间,简化设计,同时还可提供片上保护功能。
–高性能、超低功耗MCU:C2000、MSP430、Stellaris ARM Cortex-M3 MCU。
(2)TI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。
未来的路
到底有哪些可以改进的地方呢?李经理举了个例子:我们已知的所谓变频空调,其实大多都是在压缩机上采用变频技术,而其功率消耗大户——风扇,却不是变频的,这就是可以改进之处。大家一定更关心的是未来创新的重点区域,记者也一样,下面就来看看吧。
模拟电机驱动器会在以下几个方面创新:
(1)嵌入式控制。例如无刷马达转的时候,会对转向、相位进行侦测,有刷马达是通过探刷换相的,TRBC没有传感器,这时候侦测和控制功能都放在芯片内部。
(2)先进的控制算法。TI在全球有一个部门专门做算法,最近马达控制领域有一个堪称最好的转接算法FOC,在TI 16 bit单片机里已经移入了FOC算法,称为精简指令的FOC算法。
(3)数字控制环路。做数字控制环路有个好处,原来有个模拟器件需要去调试和改变一些参数,可能会改变一些电阻电容的阻值,现在采用数字控制模式,就可以直接用软件改变参数,这样客户的产品运行的时间会更快。
(4)更高的集成度。有很多外围控制,把电流环路检测部分也放在芯片里,会把一些隔离电路放在里面,所以我们的集成度会更高。
(5)更高的马达精确度、线性度。比如要往256细分或者半流,马达在运行过程中是全电流运行,但在减少运行或不运行时把电流降下来。
在数字电机控制(MCU)方面,自动化电机控制、差异化工具都会是创新的重点,提供成本、效率、连接与安全性的选择,让客户集中精力实现增值。例如,Stellaris有一个做机器人的平台,基本可以直接拿来用做自动扫地机。
TI建立了Kilby 电机实验室,致力于开发新的电机技术、算法,测试真实环境下的应用以及推动创新解决方案减少材料清单。李经理还透露,TI在北京、台湾将有关于电机方面的大学计划出炉。
从代表工业革命背后的“肌肉”的AC 感应电机到目前为止用的最好的有刷DC电机,再到家用电器未来将普遍采用的无刷DC电机,适用于电动车的永磁同步电机以及精度很高的进步电机。随着半导体技术的不断发展,电机技术也将不断进步。电机将具有更高的效率,即更优异的性能、更长的电池使用寿命以及更少的用电;嵌入式算法可在支持精确控制的同时,降低噪声;可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。
李志林经理总结到:“TI 深深扎根于电机市场,不断投资产品开发与研发,解决更多的客户难题,我们会一直走下去。”