據(jù)國際能源機構IEA調查表示：全球45%的電能是電機所消耗的。在中國，這個比例更是高達54%。這一數(shù)據(jù)表明了電機的使用是多么廣泛，同時也說明了開發(fā)和使高效電機的重要性！
在當今競爭激烈、瞬息萬變的環(huán)境中，僅僅只是提高電機的高效性已經無法適應社會潮流，所有電機控制應用都要求人們不斷尋找新的方式來提高能效、移動性和安全性。鑒于此，電子發(fā)燒友誠邀德州儀器模擬產品業(yè)務發(fā)展經理信本偉先生共同探討電機驅動與控制系統(tǒng)。
以安全為基礎，打造高效電機王國
打通電機市場，高效、安全、智能、穩(wěn)定是關鍵
作為工業(yè)控制領先芯片方案廠商，德州儀器的電機驅動產品一直以來都尤其注重電機驅動和控制系統(tǒng)的安全性和效率，也一直致力于提高控制算法的性能。首先在效率方面，TI的產品通常會選擇最優(yōu)的驅動端的MOS，對于小電流的電機驅動產品TI通常集成MOSFET并且優(yōu)化RDSON，同時也持續(xù)通過降低靜態(tài)電流來減小電機不運轉時的功耗。
除此之外，信本偉先生指出，在工業(yè)領域，片上保護是TI一直強調的重點。像DRV系列電機驅動產品全都集成了完整的片上保護機制，包括過流、過熱、短路、欠壓等等，并且在最新的直流無刷驅動產品DRV10983(＄1.4244)和DRV10975(＄1.7437)上首次嘗試了所謂的Anti-Voltage Surge保護機制，主動去應對在電機運轉時由電機自身對電源造成的瞬態(tài)電壓過沖現(xiàn)象。
電機驅動產品針對汽車應用也做了特別的保護設計，比如針對load dump condition怎樣能夠在不增加過多成本的前提下盡量提高產品在這一狀況下的耐壓值。TI具有豐富的電機專業(yè)技術、廣泛的選擇范圍，以及全面的支持，可通過一顆芯片高度可靠的運轉不同電機或不同負載，并且不需要客戶投入過度的研發(fā)資源。比如DRV10(＄0.4387)983不需要客戶寫代碼即可驅動一個無傳感器的直流無刷電機（控制無傳感器的直流無刷電機非常復雜），提供足夠EEPROM，以便用戶針對不同電機進行配置以達到最優(yōu)效果。
步進電機是電機家族的“嬰兒”，大多數(shù)步進電機存在過零失真及電感放電失真等問題，在信本偉先生看來，最大的挑戰(zhàn)是如何要同時解決各種問題又不增加過多的成本，TI最新的DRV8846(＄1.6875)和DRV8880系列產品采取了創(chuàng)新的自適應電流衰減和細分的算法，對小電流失真等情況做了充分的考慮。信本偉先生還強調，TI的算法一直以來致力于降低噪音、減小震動、提高電機運轉的穩(wěn)定性，保持在電機驅動市場的競爭力。
電機驅動產品及方案四大優(yōu)勢
作為全球市場領導者，TI利用先進的電機控制專業(yè)技術方面的豐富經驗，并結合模擬和嵌入式處理產品系列，可提供完整的電機系統(tǒng)解決方案?？偨Y起來TI電機驅動產品和方案主要有四方面的優(yōu)勢：
1、產品覆蓋面廣。產品可以用來驅動直流有刷、無刷、步進電機，針對伺服電機也有解決方案。在每個細分的電機類型里，也有不同的解決方案，比如針對時下最熱的BLDC，我們有有感、無感的解決方案，也有方波控制、弦波控制和更復雜的FOC，針對不同功率的電機都可以找出相應的解決方案。
2、易于使用，可以縮短客戶的研發(fā)周期。DRV8系列有刷以及步進電機驅動和DRV10系列的無刷電機驅動芯片，都是將控制部分集成在電機內部且性能很高，客戶可以很容易就完成電機驅動端的設計，從而將更多的精力投入到系統(tǒng)端的研發(fā)當中。
3、可靠性高。TI的電機驅動方案將保護機制集成在芯片內部，可靠性很強。同時TI的算法也是致力于可以驅動有不同參數(shù)的電機，使同一款產品可以應在有不同應用需求的終端產品中而不產生問題，簡化研發(fā)周期。
4、完備的產品和支持。TI的產品不僅僅是芯片本身，我們還提供配套的評估套件、參考設計、應用手冊等等，方便用戶使用。當客戶有問題時可以聯(lián)絡我們的FAE，但更方便的是直接登錄我們的E2E論壇或者為德州儀器在線支持社區(qū)，電機驅動專家會在論壇上直接幫客戶解決技術問題。
電機是工業(yè)領域非常重要的一部分，同時也被稱為耗電大戶，如何利用好電機，一直以來都是業(yè)內非常重視的問題。信本偉先生認為，對算法的優(yōu)化其實很大程度上也是聚焦在對效率的優(yōu)化上，在此領域一直居于業(yè)內領先地位。TI的產品通常會選擇最優(yōu)驅動端的MOS，對于小電流的電機驅動產品TI通常集成MOSFET并且優(yōu)化RDSON，同時也持續(xù)通過降低靜態(tài)電流來減小電機不運轉時的功耗。