電機控制向高精度和平臺化演進

當前，國內(nèi)本土變電器/電機控制廠家做的產(chǎn)品已經(jīng)接近國外先進產(chǎn)品，無論從外觀和性能都差不多，但是在效率和噪聲、平穩(wěn)性方面還是差那么一點點。同時，本土廠商也希望產(chǎn)品更快上市。為此，半導體供應商正在改進其芯片（MCU/DSP與信號調(diào)理等）與開發(fā)平臺，以提高控制效率和精度。

目前，在電機和電源控制領域，活躍著二十幾家半導體廠商。雖然競爭，但是由于“這個市場較大，足夠這些廠商發(fā)揮。”ADI 技術業(yè)務經(jīng)理張松鋼告訴《電子產(chǎn)品世界》編輯。

                       精度提高策略
國內(nèi)目前電機、電流盤控制基本是10~12位精度，ADI等半導體供應商正在把此控制精度提高到12位以上。然而，僅這一點點的提高，電機控制的效率以及電機噪聲的改善就會是一大步。

                    生產(chǎn)率提高策略：平臺化
平臺化的優(yōu)勢是可讓設計重復應用，同時可快速切入市場。

然而，由于電機控制涵蓋的領域很廣，平臺化的同時又要保證效率提高，對各半導體廠商是一個很大的挑戰(zhàn)。

為了方便設計，很多半導體公司努力推出高端的軟件平臺，從軟件上進行調(diào)整。因為硬件平臺各家基本一致，對于不同的算法和過程目標及要求會有一些改變，這種情況下，就需要在軟件上給力。ADI就推出了一個演示，是怎么把圖形化的軟件直接跟DSP開發(fā)系統(tǒng)結合在一起，通過仿真結果，直接在處理器上實現(xiàn)。

富士通半導體公司市場部產(chǎn)品經(jīng)理丁潔早也認為軟件是平臺化的關鍵。他說：“從硬件來看，富士通完全沒有問題，只不過給客戶提供軟件時，要根據(jù)不同的電機提供不同的控制(算法)策略。“

                       平臺化的可行性分析
據(jù)張松鋼介紹，雖然電機千姿百態(tài)，但大同小異宗，70%~80%結構相似，原理上是怎么把這個電機旋轉起來，定子是固定的，由定子產(chǎn)生旋轉磁場，轉子跟隨旋轉磁場旋轉。因此所有電機共性的地方就是產(chǎn)生磁場。磁場的波形可以是T型或方波等。感應電機會產(chǎn)生感應磁場，因為它會有一個差，轉子和定子永遠有一個小的差，所有直流誤差（其實是直流特性交流控制的）產(chǎn)生的波形是T型波。因此，波形也是相似的。所以常用的幾種電機可以用一個平臺來實現(xiàn)。

另外，所有的電機，基本上控制的量有3~4個環(huán)，從最里邊的速度環(huán)，到電流環(huán)、電壓環(huán)。如果想做精確位置控制，在電機連線上的電流及電壓等量也需要檢測，還要檢測轉子相應的位置。所以作為整個電機控制平臺，除了功率驅動，還需要實現(xiàn)電壓和電流檢測，便可以完成速度環(huán)、電壓環(huán)、電流環(huán)的控制。

因此把上述元素可以組成一個完整的平臺，客戶在最終做產(chǎn)品的時候，可以根據(jù)不同的需求進行裁減，針對具體的對象，例如如果是感應電機，就用感應電機算法做。

圖 電機和電源控制平臺（來源：ADI）

                               ADI的方案
工業(yè)占ADI將近一半業(yè)務，電機領域ADI自然也十分重視。目前，ADI在整個電機和電源控制當中，除了功率器件不做外，其他所有相關信號調(diào)理的電路都做。尤其國內(nèi)目前在信號檢測、電流/電壓檢測以及位置檢測方面，ADI具有一定的優(yōu)勢。處理器（電機控制）和電源控制方面，ADI近幾年已規(guī)劃了一系列的產(chǎn)品，預計今年下半年或明年推出。