ADI强化电机控制技术核心竞争力
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由国务院颁布的《中国制造2025》规划,力图将中国打造成一个制造业强国。按照中国目前的工业水平来看,实现这个目标将意味着大规模的产业升级,也意味着令人可期的发展空间。
高档数控机床和机器人是工业升级的目标,也是实现制造业现代化的重要手段。这两个产业的发展,离不开的电机控制系统的升级,半导体公司将在其中扮演一个非常重要的角色。
ADI公司电机与电源控制事业部亚太区市场经理于常涛就认为,电机控制的功能,基本是由半导体元器件实现的,这就是ADI等半导体公司的切入点。
电机控制实际上是个非常大的概念,具体可分成变频器、驱动器和伺服控制器三大类。这三类产品的关系并非简单并列,而是依次递进的。变频器最基础,就是简单的V/F控制,驱动器在此之上增加了电流检测,伺服控制器最为复杂,又在驱动器的基础之上增加了位置和速度控制。在国内市场,驱动器和伺服控制器的国产化比例虽不高,但是在逐步增加。因为无论是产业需求,还是国家法规,都在要求电机要向高效率方向发展。
国内的很多电机厂商开始向伺服系统进军,在此过程中,需要半导体公司提供全方位的支持。“而像ADI这种具有完整信号链产品的公司,就可以为客户提供系统级的解决方案。同时,还有全面的技术支持和第三方方案”,于常涛表示。
为了进一步说明,他将通用伺服控制器架构进行了分解:处理器、隔离接口、功率模块、功率模块驱动、电流和电压检测,这就是基本的伺服控制内部组成。其中,除了功率模块之外,ADI涵盖了所有产品,能提供完整的系统级解决方案。
于常涛介绍,ADI公司方案的核心竞争力体现在四个方面:处理器、隔离器、电流检测和门极驱动。
ADI的ADSP-CM408F是业界最快主频的ARMCortex-M4F内核混合信号微控制器,集成了业内最高精度的SARADC,还有内部的SINC滤波器。这些性能可以实现复杂的算法,精准快速的模拟信号处理从而实现高性能的电流环控制。针对这个产品,ADI还提供了MBD(基于模型设计)方案。“这种方案在欧洲和日本已经被广泛采用了,国内的很多客户都非常感兴趣,并开始尝试”,于常涛补充道。
ADSP-CM408F是基于ARM内核的,这是业内已经广为接受的架构,所以开发者上手会很容易。
隔离器是ADI方案的第二个核心产品,基于获得专利的iCoupler磁隔离技术,具有速率高、体积小、低功耗和集成度高等优点,完全可以替代现有的光隔离产品。
第三类核心竞争力产品是高性能的AD740x系列,隔离Σ-Δ型调制器,用于电流检测。它可以实现对霍尔器件信号基于分流器方案的电流信号调理,配合处理器内部的SINC滤波器,完成对电流环的控制。
最后一类则是门极驱动,它的优势在于有多种保护功能,传输时延比较小,可以针对整个IGBT的死区时间做一个非常优化的设置。
ADI公司的这四类产品体现了其多年的技术积累,也是想进入伺服驱动市场的厂商所最为看重的。所以,对于以信号链为侧重点的半导体公司,机会是很多的。
于常涛就认为,到2020年期间,ADI公司在电机市场的增长率将达到20%,这是整个国家对提升能源效率、生产效率的迫切要求,也是国内厂商对全面扩大市场份额的期望所致。由于中国正在从工业3.0初期向工业4.0进发,工业半导体将是一个真正的蓝海市场。