電機行業未來3年繼續節能方向趨勢發展-國際節能環保網-行業資訊

隨(sui)著(zhe)節(jie)能(neng)成(cheng)為(wei)全(quan)球(qiu)範(fan)圍(wei)關(guan)注(zhu)的(de)焦(jiao)點(dian)，電(dian)機(ji)設(she)計(ji)的(de)能(neng)效(xiao)也(ye)日(ri)益(yi)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)引(yin)人(ren)關(guan)注(zhu)的(de)問(wen)題(ti)。電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)產(chan)品(pin)不(bu)斷(duan)配(pei)合(he)行(xing)業(ye)發(fa)展(zhan)的(de)趨(qu)勢(shi)，幫(bang)助(zhu)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)提(ti)升(sheng)能(neng)效(xiao)、降低能耗、提高可靠性、減少元件數量等等，在實現節能方麵發揮著積極的作用。
lijingbainiandefazhan，dianjideyingyonglingyuyifeichangguangfan。ansenmeibandaotidedianjiqudongchanpinfugaideqichejigongyedenglingyudeyingyong，zhengshidianjishichangzhuyaoqushideyigesuoying。
首先是汽車電氣化的趨勢，即汽車製造商用集成的高能效電機替代傳統內燃引擎動力，通常是用無刷直流(BLDC)電機替代皮帶和齒輪驅動，用於引擎蓋下的輔助元件，如泵、閥、供暖及空調、風扇等。由於BLDC電機具有相當優異的性能，也開始進入傳統上采用有刷直流(BDC)電機方案的其他應用。
另一個趨勢是應用裝配率的提升增加了電機的安裝數量，如電機化供暖通風空調(HVAC)氣瓣控製(主要用於有刷直流及單極步進電機)也開始應用於較低端汽車的HVAC係統。
BLDC電機在工業及電信中的應用也越來越普遍。典型應用包括風扇、鼓風機、泵及壓縮機。BLDC電機的能效比交流電機或開關磁阻電機更高。BLDC電機能實現低成本變速應用，特別是用於集成了無傳感器換相算法，從而能夠省卻外部傳感器。
節能趨勢對電機驅動應用的新要求
能源成本通常是電機整個壽命周期成本最主要的部分。因此，采用更高效的電機可以節約大量能源。
節(jie)能(neng)趨(qu)勢(shi)對(dui)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)的(de)新(xin)要(yao)求(qiu)包(bao)括(kuo)幾(ji)個(ge)方(fang)麵(mian)，其(qi)一(yi)，能(neng)效(xiao)是(shi)由(you)所(suo)選(xuan)擇(ze)的(de)電(dian)機(ji)技(ji)術(shu)及(ji)電(dian)機(ji)結(jie)構(gou)決(jue)定(ding)的(de)，因(yin)此(ci)要(yao)求(qiu)選(xuan)擇(ze)能(neng)將(jiang)電(dian)能(neng)轉(zhuan)換(huan)為(wei)機(ji)械(xie)能(neng)的(de)比(bi)例(li)提(ti)升(sheng)至(zhi)最(zui)高(gao)的(de)電(dian)機(ji)。其(qi)次(ci)，要(yao)選(xuan)擇(ze)可(ke)以(yi)將(jiang)驅(qu)動(dong)器(qi)的(de)功(gong)耗(hao)降(jiang)至(zhi)最(zui)低(di)並(bing)提(ti)高(gao)能(neng)效(xiao)的(de)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)。其(qi)三(san)，要(yao)通(tong)過(guo)提(ti)升(sheng)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)智(zhi)能(neng)來(lai)實(shi)現(xian)優(you)化(hua)的(de)能(neng)耗(hao)方(fang)案(an)。
此外，一些應用還要求係統中不使用有刷電機(使用步進或無刷直流電機)；而使用無傳感器換相(不使用電位計或霍爾傳感器反饋)、嵌入運動控製算法(用於低動力應用)，將能效提到最高，降低可聽噪聲，改善電磁幹擾(EMC)性能等。另外，還有一些應用需要將驅動電路與電機緊鄰布設在機電致動器上，並通過總線(LIN、I2C等)連接至中央控製單元。
安森美半導體提高電機設計能效的創新解決方案
在快速、精確及動態的動作控製應用中，步進電機是越來越普及的一種選擇。隨著電機技術的發展，智能驅動器/控製器專用標準產品(ASSP)也ye湧yong現xian出chu來lai，能neng夠gou高gao效xiao地di驅qu動dong這zhe些xie電dian機ji。這zhe些xie器qi件jian為wei設she計ji人ren員yuan提ti供gong了le更geng加jia靈ling活huo的de方fang案an，開kai創chuang了le創chuang新xin功gong能neng的de空kong間jian，並bing發fa現xian了le許xu多duo新xin的de應ying用yong。
1.雙極步進電機驅動及控製器
安森美半導體開發的AMIS-3062x係列的AMIS-30623就是高效驅動機電致動器中的雙極步進電機的驅動及控製器。這款產品嵌入了專用有限狀態機及針對先進前照燈係統(AFS)係統要求定製的本地互連網絡(LIN)指令集。該器件集成了非傳感控製檢測功能，能提高可靠性，減少元件數量和板上空間，降低產品成本。AMIS-30623專為遠程及多軸定位應用而設計，非傳感控製檢測功能的設計者能輕易完成精確的定位校準及半封閉式的循環操作。
AMIS-30623的LIN接口使其適用於需要連接遠程LIN主機的機械電子解決方案。這款產品的目標應用包括前照燈級測量、自動HVAC設計、監控攝像頭控製、專業照明設備及工業機器人等。AMIS-30623的工作溫度均為-40℃至125℃，可傳輸高達800 mA的可編程電流。芯片上的定位控製器可依監控類型、定位範圍和參數的不同而修改配置。這款產品還具備電流保持特性。圖1是AMIS-30623的框圖。
安森美半導體的AMIS-30624步進電機驅動器也可用於可移動式拍攝全景-上下擺動-放焦變大(PTZ)保安攝像機應用。該器件通過I2C總線以簡單的微控製器驅動3個電機。該拓撲結構支持極緊湊的攝像機設計，有助於降低成本及提供精確的工作。
AMIS-3062x單芯片解決方案的核心是一個數字運動控製器和一個H橋布局的50mA至800mA雙極兩相步進電機驅動器。這種驅動器提供微步進(micro-stepping)操作，因此不再需要在速度、噪聲和共振導致的失步(step loss)之間進行權衡。運動控製器提供可編程峰值電流，采用20kHz PWM電流控製方案。它還集成了係統通信接口，有LIN或I2C接口可供選擇。在包括汽車工業在內的遠程或分布式應用中，LIN架構可以減少布線和改善EMC性能。配有I2C的器件更適合在獨立PCB上與本地微處理器一起用作外圍設備。
該gai係xi列lie器qi件jian的de主zhu要yao優you點dian是shi，所suo有you針zhen對dui應ying用yong的de運yun動dong控kong製zhi功gong能neng都dou可ke以yi在zai廠chang內nei進jin行xing預yu編bian程cheng，明ming顯xian減jian少shao了le工gong程cheng師shi的de編bian碼ma工gong作zuo。如ru果guo選xuan擇ze器qi件jian的de閃shan存cun版ban本ben，還hai可ke以yi在zai開kai發fa應ying用yong及ji之zhi後hou測ce試shi和he調tiao試shi軟ruan件jian時shi進jin行xing再zai編bian程cheng。這zhe將jiang顯xian著zhu加jia快kuai設she計ji更geng新xin的de速su度du。
2.步進電機的精確動態控製
隨著步進電機出現在越來越多的應用場合，設計人員也在繼續追求高精度的定位。此外，其高能效、高性能及逐漸縮小的尺寸等特性，也使其對紡織機、機器人、計算機數控銑雕機等設備的吸引力與日俱增。安森美半導體的AMIS-305xx係列就是用於需要精確動態控製步進電機係統的ASSP，它能夠以SPI接口提供可變電機電流控製，進而實現精確的動態控製。
AMIS-305xx係列集成了轉換器，將連續步長轉換為所需的線圈電流(可通過查找表或其他方式)。該係列還集成了采用H橋配置的驅動器晶體管、反激二極管、經PWM的片上穩流，以及多種保護電路。圖2是AMIS-30522應用框圖。
該係列IC包含兩個內置H橋，能夠以最高達1600mA的電流驅動雙相步進電機。速度和負載角輸出使主微控製器能夠檢測阻轉轉子和運行結束狀況，而無需額外的開關、霍爾(Hall)chuanganqihuoguangxuebianmaqi。chuletingzhuanjiance，zhexiegongnenghaiyunxushejirenyuanweiweikongzhiqibiancheng，yijisuanzhuanziweizhi，binganyaoqiudongtaitiaojiedianliuhuosudu，yifangzhishibu。tahaiwanmeishixianleweibujin，nenggouxiaochuzhongdiantingzhidezaoshenghezhendong，bingzaiwuxutianjiayuanjiandeqingkuangxiatishengyundongkongzhidejingqueduhekekaoxing。
在構建加工、汽車、安全和建築自動化應用時，工程師不必再擔心運動算法中的動力學設計，因為這些均已嵌入在ASSP中。他們隻需設計電機的總體運動，而相關IC可ke以yi實shi現xian無wu傳chuan感gan器qi失shi速su檢jian測ce等deng先xian進jin特te性xing，從cong而er更geng進jin一yi步bu簡jian化hua設she計ji人ren員yuan的de工gong作zuo，加jia快kuai產chan品pin上shang市shi時shi間jian。此ci外wai，這zhe些xie新xin的de微wei型xing步bu進jin電dian機ji驅qu動dong器qi還hai可ke使shi設she計ji人ren員yuan用yong最zui少shao的de元yuan件jian和he最zui低di的de材cai料liao成cheng本ben快kuai速su而er簡jian便bian地di完wan成cheng動dong態tai運yun動dong應ying用yong。
3.其他電機驅動控製解決方案
安森美半導體的NCV770x係列驅動器也常用於驅動HVAC電dian子zi控kong製zhi單dan元yuan中zhong的de氣qi瓣ban。這zhe個ge係xi列lie半ban橋qiao驅qu動dong器qi提ti供gong了le高gao性xing價jia比bi的de方fang案an，可ke以yi用yong串chuan聯lian或huo並bing聯lian方fang式shi驅qu動dong多duo個ge有you刷shua直zhi流liu電dian機ji，同tong時shi也ye完wan全quan滿man足zu了le壽shou命ming周zhou期qi內nei可ke靠kao性xing、診斷、電池供電瞬態等方麵的最新汽車標準。
高gao效xiao節jie能neng是shi一yi個ge總zong的de趨qu勢shi，電dian機ji驅qu動dong器qi也ye正zheng趨qu於yu成cheng為wei大da批pi量liang通tong用yong產chan品pin，而er降jiang低di每mei個ge電dian機ji驅qu動dong器qi的de成cheng本ben及ji減jian小xiao方fang案an尺chi寸cun則ze是shi主zhu要yao的de動dong力li。市shi場chang將jiang會hui在zai高gao效xiao的de控kong製zhi方fang式shi和he成cheng本ben之zhi間jian獲huo得de一yi個ge動dong態tai平ping衡heng。
根據戰略重點和對係統需求的理解，尤其是客戶的需求，安森美半導體采用定製方法為客戶提供從ASSP到客戶專用集成電路(ASIC)的不同方案。這些解決方案將幫助中國市場上的消費電子、工業控製和汽車電子領域的電機應用設計人員獲得更高的效率、更長的壽命、更佳的故障控製，使電機逐步實現了小型化、高效率、低噪聲和更高的可靠性。

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