TI：不用演算法 也能完成工業(yè)馬達(dá)設(shè)計(jì)

　　就工業(yè)領(lǐng)域而言，馬達(dá)所能涵蓋的應(yīng)用層面相當(dāng)廣泛，從一般的風(fēng)扇、液體或是氣體的傳送、水泵、機(jī)器手臂或是輸送帶等，都會(huì)是馬達(dá)可以派上用場(chǎng)的地方。TI(德州儀器)馬達(dá)事業(yè)部現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師Bruce Liu表示，采用DC(直流電)進(jìn)行控制，可以用電子控制來(lái)提升電源輸出，只要輸入多少電源，就用多少電源，所以無(wú)刷直流(BLDC)在工業(yè)領(lǐng)域的詢問(wèn)度相當(dāng)高，就他目前接觸的客戶群來(lái)看，約有20%至30%的比重，都在詢問(wèn)討論或是已經(jīng)投入開(kāi)發(fā)無(wú)刷直流馬達(dá)。

　　Bruce Liu談到，產(chǎn)業(yè)界之所以會(huì)開(kāi)始轉(zhuǎn)向無(wú)刷直流馬達(dá)應(yīng)用，原因之一在于工業(yè)環(huán)境應(yīng)用較為嚴(yán)苛，若是采用有刷直流馬達(dá)，容易產(chǎn)生火花，在對(duì)于粉塵較多的作業(yè)環(huán)境而言是相當(dāng)危險(xiǎn)的事情。另一方面，無(wú)刷直流的能源效率相當(dāng)高，而且也能進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，這也是產(chǎn)業(yè)界開(kāi)始轉(zhuǎn)向的原因之一。

　　他進(jìn)一步透露，無(wú)刷直流馬達(dá)能有高效率的原因在于，馬達(dá)本身是透過(guò)180度的弦波控制，相較于120度或是150度的T型波，能有更高的效率表現(xiàn)，但缺點(diǎn)在于，采用弦波控制容易受到外界溫度變化與EMI(電磁波干擾)的影響，尤其是對(duì)半導(dǎo)體元件，更是如此。若要進(jìn)一步克服這類的問(wèn)題，就必須透過(guò)Layout(電路布局)的方式來(lái)加以克服。但Bruce Liu也表示，無(wú)刷直流馬達(dá)容易受到外界雜訊干擾，這也表示馬達(dá)本身的降噪能力相當(dāng)出色，不會(huì)影響其他周邊系統(tǒng)的運(yùn)作。

　　至于在主晶片方面，Bruce Liu指出，F(xiàn)PGA(可編程邏輯閘陣列)、DSP(數(shù)位訊號(hào)劇理器)與MCU(微控制器)等各有優(yōu)劣。但這些晶片架構(gòu)都有一個(gè)共同點(diǎn)，就是需要撰寫(xiě)演算法。

　　Bruce Liu談到，考量客戶在演算法上的資源不足的問(wèn)題，還有一種作法是提供ASIC(特殊應(yīng)用積體電路)來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先利用FPGA進(jìn)行先期的晶片驗(yàn)證，之后再將ASIC量產(chǎn)，成本會(huì)比MCU便宜，速度也在MCU之上，TI本身也有這種產(chǎn)品，將馬達(dá)所需要的軟體與演算法，用硬體電路實(shí)現(xiàn)，里面也內(nèi)建濾波器、ADC(類比數(shù)位訊號(hào)轉(zhuǎn)換器)與DAC(數(shù)位類比訊號(hào)轉(zhuǎn)換器)等，而TI的開(kāi)發(fā)工具也能套用在此款A(yù)SIC上，客戶僅需要在暫存器上進(jìn)行微調(diào)即可。

　　而在無(wú)刷直流馬達(dá)精確度方面，Bruce Liu分析，若要提升馬達(dá)的精確度，系統(tǒng)設(shè)計(jì)會(huì)需要霍爾感測(cè)器來(lái)強(qiáng)化訊號(hào)回授，再搭配MCU或是DSP，就能達(dá)到相輔相成之效，但另一種作法是，考量到系統(tǒng)成本的情況下，就是拿掉霍爾感測(cè)器，但如此一來(lái)，轉(zhuǎn)子位置不易確認(rèn)，這就必須靠演算法來(lái)補(bǔ)其不足，不過(guò)問(wèn)題就是撰寫(xiě)演算法的難度會(huì)有所提升，就端看系統(tǒng)設(shè)計(jì)者的首要考量為何。