资源说明:为了实现高可靠性、低成本和高效率,目前,电机控制应用设计人员正在从传统的通用或交流(AC)电机设计转换到更为成熟的无刷直流(BLDC)电机或永磁同步电机(PMSM)设计。然而,如果设计人员不能有效获得高级、复杂的电机控制算法,不管选择哪一种方法都具有挑战性,甚至会导致巨大的研发资源支出及更长的设计时间。
从AC电机转向BLDC电机
飞兆半导体BLDC产品线市场经理简文烯告诉本刊记者,在发展中国家,电机消耗的能量占据工业能源使用的60%~70%,电机驱动电器(洗衣机、空调、风扇等)占据总体家庭功耗的70%左右。因此,在全球,减少电子系统中电机使用的能量,成为了当前业界急待解决的首要问
在现代的电机控制领域,设计人员正逐渐转向使用无刷直流(BLDC)电机或永磁同步电机(PMSM)来替代传统的交流(AC)电机,以追求更高的可靠性和效率。这一转变是为了应对能源效率的迫切需求,尤其是在发展中国家,电机占据了工业能耗的大部分。例如,飞兆半导体的BLDC产品线市场经理简文烯指出,电机驱动的家用电器在总家庭电力消耗中占比颇高,降低电机能耗成为全球性的紧迫问题。
BLDC电机相较于AC电机有着显著的优点,其效率可高达90%,运行噪音小,体积和重量更轻,转速可控且工作温度较低,寿命也更长。然而,从AC电机转向BLDC电机设计并非易事,因为这需要掌握高级的电机控制算法,并将复杂的数学模型转化为实际的软件代码,这对许多工程师来说是一项挑战。
为了解决这个问题,飞兆半导体推出了一种创新的解决方案——FCM8531模拟及数字集成式电机控制器。这款三相混合BLDC/PMSM控制器采用了独特的双处理器架构,包括一个先进的电机控制器(AMC)和一个嵌入式微控制器(MCU)。两者协同工作,AMC专注于电机控制,利用预配置的软件库实现正弦波控制、磁场定向控制(FOC)和直接正交(DQ)控制等复杂算法。而MCU则负责流程控制、通信接口和硬件保护,能执行速度控制、远程操作和指示功能。
FCM8531的关键特性在于其可配置性。用户可以通过MCU轻松修改寄存器设置,以适应不同电机操作条件和特性。此外,该控制器还集成了多种硬件保护功能,如过电压和过电流保护,能在故障发生时迅速响应,确保系统的安全运行。MCU还可以方便地扩展功能,以满足额外的需求。
这种混合架构的优势在于减少了软件开发的工作量,同时提供了高度的灵活性和定制能力。通过预配置的软件库,设计人员无需从头编写复杂的控制算法,从而降低了研发成本和时间。FCM8531特别适合于解决无速度传感器风扇的启动抖动问题,以及风扇和泵应用中的噪声和效率问题,进一步优化了电机的性能表现。
总结而言,通信与网络中的可配置混合控制器的BLDC电机设计是一个重要的趋势,旨在提升电机控制的效率和可靠性,同时降低设计的复杂性和成本。飞兆半导体的FCM8531控制器通过创新的双处理器架构和可配置软件库,为设计人员提供了一条有效应对这些挑战的途径。这一技术的发展不仅有助于推动电机控制技术的进步,还将对节能减排、提高能源效率产生深远的影响。
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