意法半导体电机控制用MCU的提升能效之道



意法半导体电机控制用MCU的提升能效之道

本刊记者薛士然

资源过度消耗将导致生态环境急剧恶化，人们在不断压缩生化燃料时，就要加大用电量，因此，提高用电效率将有利于改善生态环境。据统计，世界发电量的二分之一是被电机消耗掉的，所以降低电机能耗也成为国家的强制要求，中国能效标准GB2也要提升至与欧洲IE3统一，这就给能耗产品设置了更高的门槛。

意法半导体大中华与南亚区工业应用与功率分立器件产品部战略计划与业务开发总监Allan Lagasca介绍，当前中国提升能效标准，客户对电机控制用MCU的低功耗要求也更加苛刻，意法半导体不断研究新的技术，在满足性能要求的前提下，消耗更少的能量。比如， 面向PMSM、PMAC和感应电机(其采用高性能微控制器、功率晶体管与高压栅极驱动器IC)的磁场定向控制(FOC)软件满足了对更高效率的需求； 对于功率较低的应用，面向步进电机的新型高集成度控制器/驱动器IC可以让步进电机实现更顺畅的运转和更高的定位精度。

宽泛的产品线满足你我他

意法半导体从2002年开始致力于三相电机控制技术的研发，STM32产品已经在市场上广泛应用，其9大产品系列已经涵盖了超低功耗、主流型、超高性能应用，包括应用于直流无刷电机矢量控制的入门级解决方案STM32 F0，一片的价格才32美分，而且ADC、定时器、CAN总线、USB外设一应俱全；满足主流应用的STM32 F1和F3，可以用于伺服电机、变频器和无人机等应用；满足高端应用的STM 32 F4和F7，全方位覆盖从工业控制到可穿戴、传感器融合应用。

市场上用于电机控制的MCU产品非常多，Lagasca表示，意法半导体的产品虽然在消费电子领域的应用非常多，但是公司的重点客户依然是工业应用，这足以说明意法半导体产品的性能和价格都是非常具有竞争力的，而这与8 700名研发工程师的努力是分不开的。

笔者认为，虽然现在32位MCU的价格已经很低了，但是如果单纯靠价格战的竞争策略只会使产业停滞不前，唯有不断的研发才能保持公司长久的竞争力。

简单的开发套件助力你我他

单纯卖产品的时代已经过去，能否提供更多开发工具帮助客户缩短产品开发周期已经成为产品竞争力的一个重要部分，正所谓在后硬件时代，软件的作用不容忽视，意法半导体也在不断推出助力工程师设计的工具套件。

近日，公司推出一款电机控制入门套件外加一个新的免费软件算法，能够协助电机控制工程师和爱好者在极短的时间内开发出高效的电机矢量控制方案，例如无人机、家电、电动自行车、家庭自动化、医疗仪器和工业机器等。这个套件采用一个携带方便的吸塑包装盒，包括STM32 F3 Nucleo微控制器板、基于STSPIN L6230电机驱动器芯片的直插式48 V/1.4 A电机驱动板以及一个低压无刷电机。

在连接电路板和电机后，用户使用微控制器预装的梯形或正弦矢量控制算法示例即可运行电机。在电机运行过程中，用户可以比较并了解电机控制算法，然后使用MC WORKBENCH配置器及代码生成器，按照自己的需求修改控制器设计。这款免费且基于PC的MC WORKBENCH软件可以简化电机控制固件库的自定义设置，还能帮助用户设置不同的电机或者意法半导体电机控制生态系统的其他驱动板。而且，最新版的算法库中还引入了一个便利的“Motor Profiler”工具，能够自动侦测电机参数，自动配置电机控制算法库，无需任何附加设备，一接触即可进行以微调方式在宽速度范围内简化负载和惯性的调节过程。

关键是这个开发套件免费的开放式源代码可用于大多数STM32 MCU和各种硬件电路板。Lagasca也强调，意法半导体的技术支持非常强大，有简单的开发工具套件才是最好的证明。

多种多样的MCU+分立器件+简便的开发工具(包括软件和硬件)+各种灵活的控制算法就构成了意法半导体电机控制解决方案，帮助客户应对智能生活和能效提升的苛刻要求。