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浅析高效能强隔离发展趋势下的BLDC多元化应用

elecfans 来源:电子发烧友网 作者: 李宁远 2021-11-18 14:32 次阅读

电子发烧友网报道(文/李宁远)2021年11月17日,全球知名电子科技媒体电子发烧友主办的2021秋季电机控制技术研讨会成功在深圳举办。本次大会上,知名企业意法半导体,灵动微电子,纳芯微电子与电子发烧友行业专家发表了精彩的演讲。

意法半导体:ST工业和机器人应用的双电机平台

众所周知,随着自动化和智能化的推进,伺服以及位置控制变得越来越流行,大到像产线机器人,飞剪,旋切,小到服务机器人,AGV小车,乃至手持云台,不管工业还是商业方面都有电机位置控制的应用。此次ST电机控制高级应用开发工程师蔡成攀进行了《ST工业和机器人应用的双电机平台--基于STM32G4/STSPIN32G4》的主题分享,从软件生态,产品组合,评估工具等方面,展示ST在电机位置控制方面给客户带来的服务和价值。

据蔡成攀透露,目前ST为工业汽车控制市场开发和支持竞争性解决方案,尤其侧重于家用电器、伺服驱动器和机器人的驱动、工业运输、电动工具和使用电池的花园工具以及消费类电子控制(例如无人机、吸尘器等)等领域。当前ST已经定义了STM32整个电机控制的生态系统,为此已经投资和开发了20年。

ST也为工程师提供了一套电机控制SDK,在能源效率、静音控制等方面具有显著优势,使用这个SDK设计电机控制应用程序非常简单。同时,ST也做了一些符合亚太地区市场关键客户研发要求的相关解决方案。

当前ST的解决方案包括从嵌入电源阶段的集成驱动程序,到独立智能门驱动程序,以及可以处理高达数十kW的应用程序。同时还拥有先进的混合动力系统包。所有的产品都可以保证10-15年的寿命。在过去的15年里,ST的相关产品总售出量超过15亿,足以验证ST在市场中的地位与技术实力。

灵动微电子:基于MM32SPIN系列MCUBLDC高集成解决方案

在“2021年电机控制先进技术研讨会”上,专注于Arm Cortex M系列MCU产品的国产半导体企业灵动微电子就带来了多款电机解决方案。灵动微电子市场经理胡力兴重点介绍了其专门针对电机控制领域的MM32 SPIN系列产品。据他介绍,灵动微SPIN系列覆盖的电压范围从12V到600V,管脚从14引脚到144引脚。而且在电动工具、园林工具、家用电器和电动平衡车等领域都有成功的应用案例。

据悉,灵动将在今年年末推出SPIN系列的更新产品SPIN0280和SPIN3270,其中SPIN0280带有4个高性能运算放大器、5个比较器、2个独立的3Msps 高速ADC,以及三个UART。三个UART针对设备需要扩展了越来越多的外部功能,比如连接传感器Wi-Fi蓝牙。同时它的主频可达96Mhz,有128KB的Flash和32~64脚的封装同时还支持IEC60730-1安规认证,性价比非常高。据胡力兴介绍该芯片支持双电机控制,针对电动车、滑板车、家电、风机的应用都非常合适。他在分享中表示,目前在电动车领域,灵动微电子的解决方案占有了大部分的市场份额。

今年比较热门的电机控制方案就是一拖三,灵动也在其展台上展示了其高集成性的3合1方案,只需要一颗SPIN3270芯片就能控制空调外机的PFC、外风机和压缩机。据灵动微的朱工介绍,灵动针对空调外机设计有特殊的控制算法。目前外风机算法能够支持逆风启动,压缩机的算法能够支持震动抑制,PFC的功率因素能够达到99%。

未来,灵动微电子将持续聚焦于BLDC控制,用旗下专业的MCU产品为国内电机行业的繁荣发展赋能。

纳芯微电子:聚焦高端模拟芯片国产替代 助力电机驱动行业发展

纳芯微电子在成立以来,致力于成为信号感知芯片、隔离与接口芯片、驱动与采样芯片的行业领导者,在混合信号处理、高耐压数字隔离、集成式传感器设计等领域拥有独立知识产权和丰富的技术储备。纳芯微电子技术市场经理庞家华在由电子发烧友主办的2021年度电机控制先进技术研讨会上以隔离芯片为主题,分享了隔离芯片在BLDC电机隔离驱控应用的解决方案。

纳芯微的三大核心技术分别为:传感器IC技术,混合信号链IC技术以及隔离IC技术。

在传感器IC核心技术的支持下,纳芯微已有车规级压力传感器,全集成MEMS压力传感器,高精度温度传感器等高性能产品。混合信号链IC技术则为高精度REF,高精度仪表放大器,24-bit ADC,16-bit ADC以及8-bit MCU提供了行业领先的技术基础。隔离IC技术作为本次大会纳芯微展示的亮点,旗下隔离器件均展现出高耐压性能和高抗共模瞬态干扰能力,在隔离半桥驱动,带保护的SiC/IGBT驱动应用上有着强劲的实力。

BLDC之所以要引入隔离,是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。目前隔离芯片主要有光耦型、磁耦型、容耦型三种类型。此前最常见的光耦型隔离虽然能满足常见隔离要求,但寿命短功耗大,目前被逐步取代。磁耦型在容耦的基础上能额外传递能量,可以拓展隔离芯片的应用领域。容耦则采用片上电容原理实现信号的隔离传输,寿命长、功耗低、传输速率高。

纳芯微采用的正是容耦技术。同时在编码技术上,采用了Adaptive OOK的信号调制技术,进一步提高了隔离芯片的抗共模噪声能力。

工业电机驱控的发展向着更高的开关频率,更小的死区时间,更快的开关速度发展,同时对可靠性要求更高,需要越来越多的保护功能。这对于隔离驱动的CMTI,传输延迟一盒驱动能力都提出了更大的挑战。对于MOS/IGBT/SiC驱动,纳芯微的隔离驱动实现了全覆盖。从旗下产品的参数来看,数据速率高达150Mbps,共模瞬变抗扰度高达200kV /µs。从这些指标就能看出,作为国内首位量产数字隔离芯片的厂商,纳芯微在数字隔离器上的技术实力。

除了高性能的技术指标,高系统级别的EMC性能进一步器件使用的可靠性和稳定性。在实现如此高性能的同时,功耗也没有很高,以NSi8210为例1.5mA / ch(1 Mbps)的功耗完全在可以接受的范围内。值得一提的是,在多通道隔离器上纳芯微目前已经做到六通道,这也是国内少有的。

从隔离驱动和隔离采样上,纳芯微给出了他们高性能低功耗的解决方案。在隔离驱动渐成趋势的国内市场中,纳芯微高端隔离芯片将持续助力电机驱动行业的发展。

电子发烧友程文智:高能效电机发展趋势及市场格局分析

与会期间,电子发烧友行业分析师程文智分享了“高能效电机发展趋势及市场格局分析”主题的报告。他在分享中表示,随着高能效电机在汽车、农业、空调和洗衣机等领域的广泛使用,全球的电机市场得到了很大的增长。据MarketsandMarkets统计,2019年全球电机市场的规模为1220亿美元,由于受到新冠疫情的影响,2020年的市场规模有所下滑,降到了1133亿美元。

这两年新冠疫情虽然没有被完全遏制住,但世界上大部分地区已经开始转变应对策略,经济也都开始好转。因此,今年及未来的电机市场应该还是会重拾升势,预计年复合增长率为6.9%左右,到2026年将会达到1691亿美元。也就是说,未来,这将是一个万亿级人民币的大市场。

但在BLDC市场,2020年的市场规模并没有下降,反而是上涨的。根据Grand View Research的统计,2019年BLDC的市场规模是163亿美元,预计今年的市场规模是179亿美元,未来将会以6.5%的年复合增长率继续增长。

从市场格局来看,BLDC电机市场中,亚洲市场的占比最大,占了46.94%,其次是美国,占了21.08%。亚洲其实有不少技术实力都不错的BLDC电机企业,但主要集中在日本,比如尼得科,松下、美蓓亚、三洋电气等。国内的话,目前主要还是处于追赶阶段。但是可以预见的是,未来BLDC电机的增长将主要来自亚洲,而亚洲又将主要在中国。

欧洲的市场份额也不小,约为19%,由于欧洲和美国的起步比较早,他们掌握了很多BLDC电机的核心技术,未来随着全球市场对高端BLDC电机需求的增多,欧美市场的占比也会缓慢增长。但比例肯定没有亚洲地区高。

另外,他还分享了电机在汽车、风机、吸尘器、电动自行车等市场中的应用,以及BLDC电机在家电产品中的渗透率。

程文智特别指出,目前BLDC电机的市场渗透率普遍还不高,但在有些特定的市场渗透率在快速提升中,未来电机控制产业链企业的市场发展空间非常大。

声明:本文由电子发烧友原创,转载请注明以上来源。如需入群交流,请添加微信elecfans999,投稿爆料采访需求,请发邮箱huangjingjing@elecfans.com。

编辑:jq

原文标题:高效能强隔离发展趋势下的BLDC多元化应用

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    05282945-012 05282945-012 线性位移传感器 - LVDT

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    发表于 08-21 02:00 16次 阅读

    05282946-006 05282946-006 线性位移传感器 - LVDT

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    发表于 08-21 02:00 22次 阅读

    05282946-012 05282946-012 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 电源电压 (V): ±15 模拟输出 : ±10 V 电气连接 : PT02A-10-6P 主体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外形尺寸 : 圆柱形 弹簧回弹式 : 分离式铁芯, 分离式铁芯 壳体特性 线性位移传感器 - LVDT/LVIT 外壳材料 : 不锈钢 外壳直径 : 4.78 mm [ .188 in ] 使用环境 工作温度范围 : 0 – 70 °C [ 32 – 158 °F ] 环境规范 : 1,000 PSI 压力 ...
    发表于 08-21 01:00 22次 阅读

    070369000000-M 070369000000-M 角位移传感器 - RVDTRVIT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  产品类型特性 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 类型 : RVDT 结构特性 电气连接 : M12.5 针 电气特征 Input Current (Max) (mA): 25 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 输出类型 : 0 – 10 VDC 主体特性 角度感应范围 (°): 0 – 120 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 重量 (g): 99 外壳材料 : 铝 机械附件 角度位移传感器 - RVDT/RVIT 安装 : Servo Groove ...
    发表于 08-21 01:00 26次 阅读

    20009882-00 20009882-00 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 5 针连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 4 – 30 零加速输出 (mV): ±50 信号特征 频率响应 (Hz): 0-1500 主体特性 轴数 : 1 重量 : 16 g [ .56 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 22次 阅读

    2350437-1 2350437-1 角度位置传感器 - 空心轴旋转变压器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  请注意:所有产品设计活动都应参照产品图纸。  结构特性 Resolver Size : 21 Pole Pairs : 1 其他 Angular Error ('): 20
    发表于 08-21 01:00 18次 阅读

    315-120 315-120 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 34次 阅读

    10207854-00 341A-240 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 即插即用加速度计传感器类型 : 电缆组件
    发表于 08-21 01:00 24次 阅读

    4000A-005-060 4000A-005-060 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-300 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 46次 阅读

    4000A-050-030 4000A-050-030 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : MEMS DC 即插即用加速度计传感器类型 : 直流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 一体式电缆 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±2 励磁电压 (VDC): 8 – 36 零加速输出 (mV): ±100 励磁电流 (mA): 5 信号特征 频率响应 (Hz): 0-800 主体特性 轴数 : 1 重量 : 7 g [ .245 oz ] ...
    发表于 08-21 01:00 24次 阅读

    603-0100-120 603-0100-120 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 20.8 x 20.8 x 14.5 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 100...
    发表于 08-21 01:00 32次 阅读

    20010631-00 610-12K-276 速率和惯性传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 速率和惯性传感器类型 : Rate Sensors/Gyros 电气特征 励磁电压 (VDC): 5 – 16 尺寸 尺寸 MM : 14.6 x 10.2 x 7.6 使用环境 工作温度范围 : -40 – 105 °C [ -40 – 221 °F ] 包装特性 速率和惯性传感器包装 : Anodized Aluminium 其他 精确度 : ±0.5% Non-Linearity FS 范围 (±) DEG/SEC : 12000...
    发表于 08-21 01:00 24次 阅读

    62105012-000 62105012-000 位置传感器配套仪表

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  电气特征 线路电源电压要求 (VDC): ±12, ±15 信号调节 - LVDT/RVDT 输出类型 (VDC): ±10 励磁电压 (Vrms): 3 信号特征 励磁频率 (kHz): 2.5 – 10 机械附件 信号调节 - LVDT/RVDT 安装 : Printed Circuit Board Edge or Terminal Block 使用环境 工作温度范围 : -1 – 55 °C [ 30 – 130 °F ] 其他 传感器类型 : 带 5 或 6 根导线的 LVDT 或 RVDT 传感器通道 : 1 ...
    发表于 08-21 01:00 24次 阅读

    67010001-000 67010001-000 线性位移传感器 - LVDT

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  使用环境 工作温度范围 : 5 – 60 °C [ 41 – 140 °F ]
    发表于 08-21 01:00 28次 阅读

    7104A-0050 7104A-0050 即插即用加速度传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 加速度计类型 : IEPE 即插即用加速度计传感器类型 : 交流响应即插即用加速度计 结构特性 电气连接 : 10-32 同轴连接器 电气特征 满量程输出电压 (VDC): ±5 励磁电压 (VDC): 18 – 30 励磁电流 (mA): 2 – 10 信号特征 频率响应 (Hz): 0.3-10000 主体特性 轴数 : 1 重量 : 8.6 g [ .303 oz ] 材料 : 不锈钢 ...
    发表于 08-21 01:00 20次 阅读

    72162000-020 72162000-020 倾角传感器和倾角仪

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  结构特性 接口 : 模拟 电气特征 电源电压 (VDC): 12 – 24 模拟接口 (mA): 4 – 20 端接特性 倾角传感器和测斜仪安装 : 垂直 尺寸 尺寸 (mm): 最多 70 倾角传感器和测斜仪精确度 (°): 最多 +/- .5 分辨率 (°): 最多 +/- .01 使用环境 测量原理 : 液体 工作温度范围 : -25 – 60 °C [ -13 – 140 °F ] 包装特性 倾...
    发表于 08-21 01:00 24次 阅读

    11106140-00 AST4300A05000P4P1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 非易燃压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 10 英尺导管 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 压力 : 344.73 bar [ 5000 psi ] 工作温度范围 : -40 – 80 °C [ -40 – 176 °F ] 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 47次 阅读

    11108715-00 AST4600A02000P4W1000 压力传感器

    看产品文档,或 联系我们 以了解最新的机构审批信息。  产品类型特性 压力传感器类型 : 防爆型压力变送器 压力类型 : 测量仪 结构特性 压力端口/接头 : 1/4 MNPT 电气连接 : 导管 2 m 引线 电气特征 压力传感器电源电压 (V): 10 – 28 主体特性 端口材料 : 316L 使用环境 工作温度范围 (°C): -40 – 85 工作温度范围 (°F): -40 – 185, -40 – 185 操作/应用 耐压范围 : 2X,最小值 ...
    发表于 08-21 01:00 39次 阅读