助力更精准、更高效和更可靠的电机驱动和控制解决方案

赵向源

能效问题一直是电机控制发展的关键技术之一，提高能效的途径繁多，其中TI的嵌入式处理和模拟系列产品能够发挥重要作用。例如用更节能的无传感器矢量控制三相逆变器替换并网交流感应电机。无传感器矢量控制需要对实时控制要求比较高的MCU和处理

器，比如TI的C2000?和Sitara?内置特有的控制以及工业通信外设;同时也需要高性能的隔离、传感、电源和通信等模拟产品。另外，整流回馈单元和能量回收也能够提高能效。当今许多工业驱动器的制动能量转换为热能后被损耗。而双向AC/DC或DC/DC转换器能够通过反馈到电网或临时存储来回收制动能量。这些双向AC/DC或DC/DC变换器也同样需要实时控制MCU以及用于隔离、传感、电源控制和通信的模拟半导体。

德州仪器通过帮助您设计具有更高效率、更精确、更可靠的电机驱动和控制系统来推动您的电机控制设计创新，重点聚焦在如下几个方面。

a.精确控制：行业领先的精确模拟技术组合，用于控制位置、扭矩和速度，結合先进的信号处理技术，从而实现精确、实时的电机控制。

b.高可靠性及长使用寿命：一流的隔离技术，产品具有更长的使用寿命与隔离等级。

c.更高效率：创新的电机控制和驱动解决方案能够降低功耗实现更高效率，同时通过高集成度以及创新的开关电源设计，从而减少全球能源的消耗。

针对这三个创新方向，德州仪器提出了全方面的电机控制系统创新方案。

1.配备集成加速器的实时MCU/处理器，如C2000?TMU、C2000?CLB和Sitara?PRU_ICSS，能够更快地执行客户的控制算法，以实现更高性能的驱动，并在单个MCU/处理器上配置更多轴以获得更紧凑的多轴驱动。

2.配备集成控制和通信特定外设的MCU/处理器能够使驱动器结构更紧凑，体积更小，并实现电机驱动器和运动控制器（如PLC）之间的同步，通信更快、延时更低。

3.无传感器控制算法InstaSPIN-FOC：TI InstaSPIN无传感器三柜电机解决方案能够让您更轻松地设计电子控制应用，无论是简单应用或是复杂设计。TI支持InstaSPIN的MCU能为设计人员提供无传感器或有传感器的电机控制应用，比如Piccolo?系列微控制器就有专门的库来实现。

4.集成有传感器和无传感器控制算法至低压电机驱动器：用于12～48 V低压变速BLDC（风扇，泵等）和开环步进驱动器。“TI的电机驱动器可助您轻松实现更小体积的设计，提供更平滑的运动控制和更好的保护。利用我们的集成解决方案和先进的片上控制算法以及保护、诊断和安全功能，实现智能栅极驱动和智能调谐，最大限度地提高电机性能。

5.扩展控制算法：整体电机控制算法包括专用执行器（如PWM外设）以生成三相互补PWM，以及用于电流和位置感应的专用感应外设，有助于减少整体控制的延迟，并改善与执行器和感应元件的控制回路同步。

6.MCU/MPU集成ADC和用于delta-sigma调制器的数字滤波器以及用于连接位置反馈传感器的低延迟外设，有助于开发更紧凑的驱动器、减少控制回路延迟、提高性能，并将控制算法更好地同步到模拟执行器和反馈传感子系统。