电机驱动新技术使系统更智能、更安全、更环保
发布时间：2011-8-15 14:41
发布者：eechina
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电机太重要了。小到便携电器，大到工业设备，电机无处不在。中国是电机生产大国。2010年全球共生产了90亿套电机，其中中国生产了70亿套。 同时，中国也是电机消费大国。因为电机是高能耗设备，所以电机消费大国也意味着能源消耗大国。国家发改委的资料显示，目前电机的用电量占世界总用电量的40%以上，占工业用电量的60%以上。相比之下，去年我国电机消耗电能约2.2万亿千瓦时，占全国用电总量的60%，工业用电量的80%。显然，改进电机技术对于节能减排是多么的重要。 除了电机本身技术的改进，电机驱动技术至关重要。先进的电机驱动技术不仅能够降低能耗，而且能够延长电机寿命、延长电池寿命（对电池供电设备而言）、降低设备噪音并减少设备尺。近年，电机驱动技术已经成为各家半导体公司竞争的一个焦点。 电机大体的种类有交流感应异步电机（ACIM）、有刷直流电机、无刷直流电机（BLDC）、永磁同步电机（PMSM）和步进电机。 德州仪器半导体技术(上海)有限公司半导体事业部市场推广经理李志林介绍说，交流感应电机，这是消费类及工业应用中最常见的电机，代表工业革命背后的“肌肉”。有刷直流电机是目前应用最好的电机（如电动自行车），它的好处是控制起来非常简单，转子的转动惯量比较小，容易刹车。其缺点是电刷在换向的时候会产生火花，限制了它在一些场合的应用。另外，它的控制精度有限，比较适合开放控制。无刷电机没有电刷或转向器，目前应用较多，也是以后家电中电机发展的方向。半导体技术的发展将推动无刷电机的广泛应用。永磁同步电机也是目前比较热门的电机，它的好处是在相对体积里的转矩功率可以做得非常大，所以在电动汽车中永磁同步电机应用很多。它是基于AC感应电机和无刷DC电机之间的过渡产品。目前有些洗衣机正在转向采用AC感应电机。步进电机现在应用非常多。步进电机的优点是可实现开放的精密控制，控制精度可以做得非常高。 TI今年2季度推出了DRV8x电机驱动器系列。该系列集成度非常高，使用户实现更便捷的设计和更快的启动时间。很多外围需要的电路集成进去了包括一些控制功能，这样系统对MCU资源的要求会更低一些。 另外一个特点是封装尺寸小。TI采用最先进的工艺，其MOSFET的RDSon非常小。其他厂商采用的都是DRP直插、厚膜的方式，体积较大。因为他需要的封装材料多，所以价格较高。 DRV8x具备全面的保护功能。因为电机行业原来没有很多国际大企业在做，所有行业标准并不是很统一，传统的芯片标准没有保护功能。TI产品的过流保护和热保护的响应时间只有2.5微秒，而有的厂商多达10微秒，芯片会由于得不到及时保护烧毁。DRV8x电机驱动器系列产品主要特征如下（参见http://www.eechina.com/thread-67616-1-1.html）。 双极步进电机驱动器： o DRV8813：高达 2.5 A，提供四级电流调节与 PH/EN 控制接口； o DRV8825：高达 2.5 A，所提供的片上索引器支持多达 32 个微步进； o DRV8829：高达 5 A，提供 32 级电流调节与 PH/EN 控制接口，驱动单个 5 A 双极步进电机需要两个 DRV8829 产品。 有刷 DC 电机驱动器： o DRV8814：支持两个 2.5 A 有刷 DC 电机，提供逐周期浪涌保护与 PH/EN 控制接口； o DRV8840：高达 5 A，提供逐周期浪涌保护与 PH/EN 控制接口。 双极步进或有刷 DC 电机驱动器： o DRV8841：支持单个 2.5 A 双极步进电机或两个 2.5 A 有刷 DC 电机，提供四级电流调节、逐周期浪涌保护与 PWM 控制接口，支持制动功能； o DRV8842：支持单个 5 A 有刷 DC 电机，两个 DRV8842 器件还可用来驱动单个 5 A 双极步进电机，提供 32 级电流调节、逐周期浪涌保护以及 PH/EN 控制接口，支持制动功能； o DRV8843：支持单个 2.5 A 双极步进电机或两个 2.5 A 有刷 DC 电机，提供四级电流调节、逐周期浪涌保护与 PWM 控制接口，支持制动与滑动。 另外，TI还推出过一款可启动无刷直流与永磁同步电机的完整电机控制评估套件。详情参见http://www.eechina.com/thread-64020-1-1.html。 |
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