近日，全球領(lǐng)先的高壓集成電路供應(yīng)商Power Integrations（以下簡稱“PI”）推出了一套專為無刷直流電機(jī)（BLDC）驅(qū)動設(shè)計而開發(fā)的軟件包——MotorXpert? v3.0。該軟件與PI公司的BridgeSwitch?電機(jī)驅(qū)動器IC搭配使用，能夠?qū)崿F(xiàn)對高效單相和三相無刷直流逆變器的配置、控制和檢測。

MotorXpert? v3.0的發(fā)布，標(biāo)志著電機(jī)驅(qū)動設(shè)計領(lǐng)域的一次重大突破，尤其是在無分流檢測電路和無傳感器磁場定向控制（FOC）技術(shù)方面的創(chuàng)新，為電機(jī)工程師提供了更高效、更靈活的設(shè)計工具。

設(shè)計挑戰(zhàn)下，MotorXpert? v3.0應(yīng)運(yùn)而生

近年來，隨著全球?qū)δ茉葱实囊笕找嫣岣?，無刷直流電機(jī)（BLDC）的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。BLDC電機(jī)因其高效率、低噪音和長壽命等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于家電、工業(yè)設(shè)備、汽車和暖通空調(diào)（HVAC）等領(lǐng)域。然而，BLDC電機(jī)的設(shè)計復(fù)雜性也帶來了諸多挑戰(zhàn)，尤其是在電機(jī)控制算法的實(shí)現(xiàn)和調(diào)試方面。

據(jù)PI公司技術(shù)培訓(xùn)經(jīng)理Jason Yan介紹，當(dāng)前全球各地的能效標(biāo)準(zhǔn)正在不斷提高，比如歐盟計劃到2035年節(jié)省200億美元的能耗，家電標(biāo)識要求洗碗機(jī)的效率提升30%，并且自2025年起待機(jī)功耗必須小于300mW。同時，印度也在推動吊扇應(yīng)用的能耗節(jié)省50%，目前印度家庭中約有8億臺吊扇在使用，這些吊扇大多使用低效率的單相感應(yīng)電機(jī)。另外，用戶對家電的期望也在不斷提高，他們希望家電工作起來更加安靜，暖通空調(diào)的氣流能夠精確控制，并且家電的宕機(jī)時間更短。

這些需求推動了BLDC電機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，同時也對電機(jī)驅(qū)動設(shè)計工具提出了更高的要求。而此次PI發(fā)布的MotorXpert? v3.0，正是為了應(yīng)對上述挑戰(zhàn)。

據(jù)悉，該軟件主要包括三個部分：一是內(nèi)嵌于本地MCU或DSP上的復(fù)雜數(shù)學(xué)算法可以利用BridgeSwitch IC的信息構(gòu)建生成精確的反饋信號，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對開關(guān)模式的實(shí)時控制；二是主機(jī)端應(yīng)用程序可對逆變器的操作進(jìn)行編譯，并以明確的格式顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)，供工程分析使用；三是簡單易用的控制界面允許開發(fā)工程師進(jìn)行各種試驗(yàn)，以快速完成最終產(chǎn)品定型。

四大創(chuàng)新功能，讓BLDC驅(qū)動設(shè)計更加簡單

MotorXpert? v3.0之所以能夠顯著簡化BLDC電機(jī)的設(shè)計和調(diào)試過程，主要得益于以下幾個創(chuàng)新功能的加持：

一是，無分流檢測電路和無傳感器磁場定向控制（FOC）技術(shù)。傳統(tǒng)的BLDC電機(jī)驅(qū)動設(shè)計通常需要使用分流電阻或霍爾傳感器來檢測電機(jī)電流和位置，這些額外的元件不僅增加了系統(tǒng)成本，還降低了系統(tǒng)的可靠性。而MotorXpert? v3.0通過無分流檢測電路和無傳感器FOC技術(shù)，消除了對這些額外元件的需求，降低了系統(tǒng)的功耗和成本，從而簡化了設(shè)計，并提高了系統(tǒng)的可靠性。

二是，高級調(diào)制方式和無條件啟動。MotorXpert? v3.0引入了兩相調(diào)制方式，特別適用于高溫環(huán)境下的應(yīng)用，如熱水循環(huán)泵。新的調(diào)制方式可以將逆變器開關(guān)損耗降低33%，從而提高了系統(tǒng)的效率。此外，該軟件還支持在任何負(fù)載條件下的無條件啟動，確保了電機(jī)在各種工況下的可靠運(yùn)行。

三是，圖形用戶界面和調(diào)試工具。MotorXpert? v3.0的主機(jī)端應(yīng)用程序提供了直觀的圖形用戶界面（GUI），集成了PI公司的數(shù)字示波器可視化工具，開發(fā)人員可以通過該界面輕松設(shè)計和配置參數(shù)，并實(shí)時觀測電機(jī)的工作波形。參數(shù)工具提示和精調(diào)助手進(jìn)一步加快了開發(fā)進(jìn)程，使得電機(jī)調(diào)試變得更加高效。

四是，支持多種MCU和代碼移植。MotorXpert? v3.0最大的特點(diǎn)就是可以與任何微控制器單元（MCU）搭配使用，并提供了完善的軟件代碼移植指南，簡化了對不同MCU的支持。該軟件包按照MISRA標(biāo)準(zhǔn)以通用的C語言工具實(shí)現(xiàn)，確保了代碼的可移植性和可維護(hù)性。

不只是設(shè)計工具，還是開發(fā)者的“伙伴”

為了進(jìn)一步說明該軟件的功能與優(yōu)勢，Jason Yan還展示了MotorXpert? v3.0的圖形用戶界面，演示了如何通過該界面進(jìn)行電機(jī)參數(shù)的配置和調(diào)試，并介紹了MotorXpert? v3.0的代碼移植功能。

在介紹的過程中，Jason Yan多次強(qiáng)調(diào)，這套軟件不僅簡化了電機(jī)驅(qū)動的設(shè)計流程，還通過其直觀的圖形用戶界面和強(qiáng)大的調(diào)試工具，顯著縮短了開發(fā)時間。特別是軟件中的波形可視化工具，可以實(shí)時顯示電機(jī)的工作波形，幫助開發(fā)人員快速定位和解決問題。同時，該軟件包還支持多種MCU，并提供了詳細(xì)的代碼移植指南，使得開發(fā)人員可以輕松將代碼移植到不同的硬件平臺上。

基于以上功能和優(yōu)勢，MotorXpert? v3.0在與BridgeSwitch IC搭配使用時，可以為多種應(yīng)用場景提供高效的解決方案。無論在家電、汽車等領(lǐng)域，還是工業(yè)控制等其他應(yīng)用中，MotorXpert? v3.0都能通過其無傳感器FOC技術(shù)和高級調(diào)制方式，顯著提高系統(tǒng)的效率和可靠性。例如，在熱水循環(huán)泵等高溫環(huán)境下，兩相調(diào)制方式可以有效降低逆變器的開關(guān)損耗，從而減少對散熱器和外殼的成本要求。

值得一提的是，MotorXpert? v3.0可以通過最終用戶許可協(xié)議免費(fèi)使用。該套軟件包括快速入門指南、軟件手冊、MCU軟件代碼移植指南、單相和三相軟件庫，以及視頻教程。無論是剛剛?cè)胄械男率?，還是經(jīng)驗(yàn)豐富的資深設(shè)計師，MotorXpert? v3.0都能為他們提供高效、靈活的設(shè)計工具，滿足包括簡化設(shè)計流程、提升性能、降低能耗，以及提供直觀的操作界面等在內(nèi)的多種需求，從而助力他們快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品上市。

結(jié) 語

總之，PI發(fā)布的MotorXpert? v3.0通過無分流檢測電路、無傳感器FOC技術(shù)、高級調(diào)制方式和直觀的圖形用戶界面，顯著簡化了電機(jī)驅(qū)動的設(shè)計和調(diào)試過程，并提高了系統(tǒng)的效率和可靠性。

未來，隨著全球?qū)δ茉葱实囊蟛粩嗵岣?，這套軟件無疑將為BLDC電機(jī)驅(qū)動設(shè)計帶來革命性變化。