電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）當前，無刷直流電機還處于迅猛發(fā)展的階段。根據(jù)Grand view Research的數(shù)據(jù)，2023年，全球無刷直流電機市場規(guī)模為198.64億美元，2024年到2030年將以年復合增長率6.6%增長，到2030年將達到308.62億美元。

無刷直流電機一直是Power Integrations（PI）的重要市場，此前已經(jīng)推出了兩代新高壓集成半橋（IHB）電機驅(qū)動器IC——BridgeSwitch系列。同時，為了提升開發(fā)人員的開發(fā)效率、降低開發(fā)門檻，PI還推出了電機驅(qū)動軟件 MotorXpert。就在近期，PI發(fā)布了MotorXpert 3.0，與上一代相比，進一步簡化了設計、優(yōu)化了性能，增加了兩相調(diào)制的控制方式，還增加了缺省模式，更適合初學者工程師使用。


簡化電機研發(fā)，初學者更易上手
MotorXpert? 是一套專門用于對采用PI BridgeSwitch?電機驅(qū)動器IC的無刷直流逆變器進行配置、控制和檢測的軟件包。2021年，PI發(fā)布第一代MotorXpert，2022年發(fā)布第二代，搭配BridgeSwitch集成半橋電機驅(qū)動器使用，可實現(xiàn)98.2%的效率，將電路板空間減少70%以上。

PI資深技術(shù)培訓經(jīng)理Jason Yan在接受媒體采訪時表示，3.0版本與上一代相比，增加了對BridgeSwtich-2新一代產(chǎn)品睡眠模式的支持，可以把三相電機的功耗降到10mW以下。還能根據(jù)不同的型號產(chǎn)品自動選擇相應的器件，在故障報告方式、電流反饋方式上也在軟件代碼上有了更新升級。此次發(fā)布的MotorXpert 3.0還加入了PI的無分流檢測電路和無傳感器磁場定向控制(FOC)技術(shù)。優(yōu)化后的軟件設計工具可降低電機工程師的研發(fā)工作量。

PI MotorXpert 3.0具備以下七大特點，一是有更直觀的邏輯圖形界面，狀態(tài)欄會顯示電機工作條件。二是集成了運行示波儀，實時觀測電機的性能表現(xiàn)。PI的產(chǎn)品營銷經(jīng)理Cristian Ionescu-Catrina表示：MotorXpert 3.0對波形可視化工具進行了五倍的改進，并增強了縮放功能，為開發(fā)人員提供了更多信息，便于電機精調(diào)和調(diào)試。

三是可以控制電機中不同的工作階段，包括設置、電機配置、啟動調(diào)試、閉環(huán)調(diào)試的多個階段。四是簡單的實時狀態(tài)更新特性。

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圖源：PI

五是適用于不同技術(shù)專長的用戶，除了專家模式，還增加了適用于經(jīng)驗不足的工程師的缺省模式。缺省的調(diào)試模式僅需要調(diào)整4項參數(shù)，Xpert專家模式允許進行詳細的工作參數(shù)優(yōu)化。六是軟件代碼易于在不同的MCU之間移植，比如 ST、Panasonic等國際廠商，還有國內(nèi)的小型MCU廠商，能夠在不同品類、不同成本的 MCU 之間進行拷貝來設定。七是工具提示提供在線操作指導。

MotorXpert 3.0還能識別調(diào)試期間遇到的故障并提供相應方案支持。Jason Yan提到，PI 產(chǎn)品的主要優(yōu)勢就是易于使用。“比如說家電生產(chǎn)廠商，一般都是購買成套的電機控制設備，如果想降成本，或者想定制化產(chǎn)品。那么研發(fā)人員就要懂硬件、軟件，還要懂系統(tǒng)集成。我們開發(fā)這套系統(tǒng)的目的就是為了方便客戶來研發(fā)他自己的電機平臺，可以降低電機工程研發(fā)的工作量，加快研發(fā)進程。”


支持BridgeSwitch系列產(chǎn)品，功耗能降到10mW以下
MotorXpert 3.0支持PI所有的IHB（集成半橋）逆變器用IC產(chǎn)品，包括BridgeSwitch
、BridgeSwitch-2，還支持BridgeSwitch-2電流監(jiān)測、無感相電流檢測、故障報告、睡眠模式等關(guān)鍵特性。

談到睡眠模式，Jason Yan表示睡眠模式可以把三相電機的功耗降到10mW以下。如果電機經(jīng)常接在直流母線端，沒有睡眠模式的情況下，采用IPM模塊，因其內(nèi)部集成六個開關(guān)及驅(qū)動電路，由于它沒有那么智能化，所以它的驅(qū)動電路始終會消耗功率，很難讓設備滿足歐盟ErP規(guī)定的整機待機功耗小于300mW的要求。在啟動BridgeSwitch-2的睡眠模式之后，就可以把待機功耗做得更低，在系統(tǒng)中其他功耗的設計就不會有更多的設計挑戰(zhàn)。

MotorXpert 3.0可以根據(jù)不同型號產(chǎn)品自動選擇相應器件，支持EF引腳硬件關(guān)斷和FAULT引腳軟件關(guān)斷兩種故障報告方式。EF引腳硬件關(guān)斷方式通過硬件直接關(guān)斷逆變器，減輕MCU負擔；FAULT方式則通過MCU實現(xiàn)更精確的系統(tǒng)保護。電流反饋方式采用IPH增益調(diào)整，通過電阻上產(chǎn)生的壓降檢測相電流。傳統(tǒng)相電流檢測通過外部的電流檢測電阻，還需要有放大及濾波電路，因而效率和成本會更高，相對來說，PI MotorXpert 3.0支持的IPH電流反饋方式電路上更加簡單，而且其檢測信號不易受外圍噪聲的干擾影響。

Cristian Ionescu-Catrina提到，MotorXpert 3.0增加了兩相調(diào)制的控制方式，適合于熱水循環(huán)泵等高溫環(huán)境下的工作應用。新的調(diào)制方式可將逆變器開關(guān)損耗降低33%。

PI MotorXpert 3.0的推出，無疑為電機驅(qū)動設計領(lǐng)域帶來了革新。這款軟件不僅大幅簡化了無刷直流電機的開發(fā)流程，還通過其直觀的邏輯圖形界面、集成運行示波儀以及實時狀態(tài)更新等特性，顯著提升了開發(fā)效率和靈活性。這些特點，讓MotorXpert 3.0極大地降低了工程師的研發(fā)門檻和工作量，加速了產(chǎn)品上市時間。對于追求高效能、低功耗和快速開發(fā)周期的制造商來說，PI的MotorXpert 3.0無疑是最佳選擇。