美國加利福尼亞州圣何塞，2022年8月2日訊–深耕于高壓集成電路高能效功率轉換領域的知名公司Power Integrations（納斯達克股票代號：POWI）今日發布用于三相無刷直流電機驅動的新控制軟件。將Power Integrations的BridgeSwitch™集成半橋電機驅動器與簡單易用的Motor-Expert™配置和診斷工具相結合，形成一套完整的軟硬件解決方案。該方案可實現98.2%的效率，將電路板空間減少70%以上，并且電流反饋電路只需要三個元件，而分立式解決方案則需要30個元件。該解決方案非常適合于配備三相電機的家用和商用電器，例如空調風機、高速吹風機、冰箱壓縮機、吸油煙機風機和水泵。
Power Integrations高級產品營銷經理Cristian Ionescu-Catrina表示：“傳統的三分流器及磁場定向(FOC)解決方案需要使用成本高且占用空間大的運算放大器(op-amps)以及與之相匹配的電路，對電機電流信號進行調節。而我們的BridgeSwitch集成半橋IC可以為正半周期電流提供無損耗的電流反饋，我們的三相FOC軟件能夠利用其他相電流信號中存在的數據重建負半周期電流信息。這樣就無需性價比較低的外部電流檢測電阻、運算放大器以及與之相匹配的電路，并降低相關的設計復雜度。”
Power Integrations的新軟件將三相FOC添加到現有的單相代碼庫中。開發人員可通過Motor-Expert圖形用戶界面(GUI)實時調整電機速度和扭矩。代碼可在任何48MHz的Arm®Cortex®-M0上運行，不需要硬件加速器模塊。也可以將其移植到其他同等的微控制器上。當前的建模算法穩定可靠，且已通過各種靜態和動態測試，包括對實時事件的低時延響應。極高的電流精度可確保低抖動工作。新代碼符合MISRA C（電機工業軟件可靠性協會）標準，具有可移植和模塊化的特點，并允許用戶修改任何軟件層。
三相電機控制如何與BridgeSwitch IC配合工作
Power Integrations的BridgeSwitch IC提供與下管FREDFET流經電流成映射關系的電機電流信號輸出。IC內部利用Sense-FET提供無損耗的電流檢測。當反并聯體二極管在換流期間導通時，檢測電路無法提供電流信息。內置的增益放大功能允許將電流相位信號直接連接到微控制器ADC輸入端。就近的檢測電路可以提供具有高信噪比和高度精確的電流模擬。新軟件采用重建算法，該算法利用所有三相電流信號之間的相移三角關系，準確推導出負相位的電流信息。
Motor-Expert設計工具更新
Motor-Expert 2.0是Power Integrations專為BridgeSwitch IC產品系列開發的簡單易用的電機控制配置和診斷工具。它采用圖形用戶界面(GUI)，可以方便地操作輸入參數，還提供了一個終端仿真器，能夠以串行模式與電機控制器交互通訊。此外，運行檢視功能可以實時地顯示重要控制變量的線性變化。
Ionescu-Catrina補充道：“在軟件開發過程中，精確控制、精調和優化可能需要數月的時間。Power Integrations在開發Motor-Expert 2.0時充分考慮了設計工程師的實際需求。這款新工具能夠降低無刷直流電機驅動設計的成本和復雜度，可與新發布的三相電機控制軟件和參考設計DER-964配合使用，為電機驅動開發提供整套利器。”
電機和應用精調是通過Motor-Expert 2.0 GUI進行的，控制環路系數可以實時更新，無需重新編譯代碼。軟件界面還使用戶能夠實現系統操作的可視化，顯示各種數據的狀態，包括電流、轉速、操作狀態、電流誤差和轉速誤差。軟件中的故障診斷界面可幫助用戶深入了解逆變器和電機的運行情況。
Motor-Expert 2.0支持三相和單相電機驅動設計，是之前版本的Motor-Expert的升級替代版。
供貨及相關資源
DER-964是一款采用三個BridgeSwitch集成半橋IC的全新三相逆變器參考設計。它無需散熱片即可提供高達300W的輸出功率。它省去了傳統反饋測量中常用的分流電路和運算放大器，適合于壓縮機、吸油煙機以及家用和商用風機和泵等各種應用。該設計的效率高達98.2%，PCB占板面積為65mmx50mm，可與任何Cortex-M0或同等微控制器配合使用。
由BridgeSwitch、Motor-Expert 2.0和三相電機控制軟件組成的完整解決方案現已發布，同時還提供有關軟件架構、API、函數、調用和代碼中所用變量的手冊，可供下載使用。
新的三相電機控制代碼和Motor-Expert 2.0工具作為Motor-Expert Suite的一部分，以免費許可的方式提供給BridgeSwitch IC的用戶使用。BridgeSwitch IC基于10,000片起訂量的單價為1.69美元。如需更多信息，請聯系Power Integrations的銷售代表。
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