Alex Lidow

中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展世界矚目，與此同時(shí)，可持續(xù)性發(fā)展日益成為業(yè)界人士關(guān)注的問題。在電子行業(yè)，節(jié)能是可持續(xù)發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，一些半導(dǎo)體公司在這個(gè)領(lǐng)域投入了大量的研發(fā)力量。

作為其中的一員，國(guó)際整流器公司（IR）將電子節(jié)能領(lǐng)域作為公司的主導(dǎo)方向。在此，通過對(duì)該公司CEO Alex Lidow博士的采訪，來分析中國(guó)電子制造商如何實(shí)現(xiàn)更完善的節(jié)能產(chǎn)品，以及現(xiàn)階段國(guó)際節(jié)能技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

節(jié)能技術(shù)正在全球電子產(chǎn)業(yè)中扮演著重要角色。您認(rèn)為影響當(dāng)今電子制造商的主要驅(qū)動(dòng)因素有哪些？

隨著全球能耗需求的增加，各國(guó)政府正在不斷推出新的法律法規(guī)以降低能耗。

這樣，市場(chǎng)對(duì)諸如節(jié)能洗衣機(jī)、空調(diào)、熒光燈以及計(jì)算和通信設(shè)備等電器產(chǎn)品的需求在日益增加，這種趨勢(shì)反過來進(jìn)一步拉動(dòng)了對(duì)高效功率管理方案的需要。

中國(guó)的電子產(chǎn)業(yè)，尤其是白色家電制造商，該如何滿足這些要求？

為了符合節(jié)能法規(guī)的要求，中國(guó)電子制造商必須致力于開發(fā)新技術(shù)以提升能效。

與AC感應(yīng)電機(jī)相比，采用可變速永磁同步電機(jī)（PMSM）技術(shù)可節(jié)約能源多達(dá)15%，它是一種更具能源效益的替代方案。

使用這些PMSM電機(jī)的問題在于，雖然它們的機(jī)械構(gòu)造得以簡(jiǎn)化，但電子部分卻更加復(fù)雜。然而，采用類似IR的iMOTION集成功率設(shè)計(jì)平臺(tái)這樣的先進(jìn)電機(jī)控制方案，制造商只需增加少量的總體系統(tǒng)成本，就可快速實(shí)施變速電機(jī)控制并極大地增加電機(jī)的整體效率（AC電機(jī)的效率是94%-95%），進(jìn)而增強(qiáng)了制造商為客戶提供新特性和新性能的能力。

您認(rèn)為設(shè)計(jì)節(jié)能電子系統(tǒng)的關(guān)鍵是什么？iMOTION平臺(tái)如何幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)？

關(guān)鍵的要素之一是以接近不變的成本推出為用戶帶來更高性能和更好特性的高能效產(chǎn)品的電機(jī)控制方案。IR致力于為制造商提供這樣的解決方案，幫助他們滿足節(jié)能法規(guī)的要求。

IR的iMOTION提供用以實(shí)現(xiàn)高能效可變速電機(jī)控制的集成設(shè)計(jì)平臺(tái)。iMOTION平臺(tái)并不昂貴且開發(fā)起來很快捷、還易于大批量生產(chǎn)。每個(gè)iMOTION平臺(tái)包括一個(gè)開發(fā)系統(tǒng)、若干混合信號(hào)模擬芯片組和功率級(jí)。通過提供整個(gè)開發(fā)的“封裝套件”，IR使其用戶可將全部精力投入到為客戶提供最期望的特性和功能上。

IR的iMOTION平臺(tái)及其相關(guān)產(chǎn)品的最新進(jìn)展有哪些？

我們通過引入基于應(yīng)用的新技術(shù)和產(chǎn)品（包括混合信號(hào)控制器）來不斷豐富該平臺(tái)。

例如，IR獲獎(jiǎng)的IRMCF341是iMOTION平臺(tái)內(nèi)為直驅(qū)洗衣機(jī)開發(fā)的無傳感器IC。它整合了采用直流母線電流測(cè)量進(jìn)行永磁同步電機(jī)無傳感器速度控制所需的全部控制和模擬接口功能。IRMCF341的模擬功能包括差分放大器、雙采樣/保持電路, 以及一個(gè)12位A/D轉(zhuǎn)換器用于檢測(cè)直流母線分流器上的低電壓信號(hào)。該數(shù)字控制IC的特色是具備IR專利電機(jī)控制引擎(MCE), 去除了在電機(jī)控制算法開發(fā)過程中的軟件編碼。同時(shí)集成在一起的一個(gè)60MIPS、8位8051微控制器支持應(yīng)用層的軟件開發(fā)，其工作幾乎獨(dú)立于MCE且不會(huì)爭(zhēng)奪系統(tǒng)資源，如中斷或內(nèi)部寄存器等。因?yàn)镸CE可被當(dāng)作一個(gè)非常類似帶有一系列輸入和輸出寄存器的硬件外設(shè)，所以，這種編排和配置簡(jiǎn)化了應(yīng)用軟件調(diào)試。嵌入式模擬信號(hào)引擎（ASE）整合了PMSM電機(jī)單電流分流器、無傳感器控制所需的全部信號(hào)調(diào)制和轉(zhuǎn)換電路。

配套的IRAMS06UP60B和IRAMS10UP60B逆變器功率模塊具有先進(jìn)的高電壓門極驅(qū)動(dòng)IC，用于三相逆變器控制。這兩種模塊包括既用于電機(jī)電流測(cè)量又用于功率模塊保護(hù)的直流母線分流器。內(nèi)置的過熱/過流保護(hù)、有短路能力的IGBT、集成的欠壓鎖閉功能、內(nèi)置溫度監(jiān)測(cè)器等一系列措施提供了高水平的保護(hù)和失誤防范功能。

除基于網(wǎng)絡(luò)的軟件工具外，iMOTION平臺(tái)還包括IRMCS3041參考設(shè)計(jì)以定制應(yīng)用需求。

中國(guó)的空調(diào)制造商正在從采用定速電機(jī)向可變速電機(jī)轉(zhuǎn)變。IR是如何推動(dòng)這種趨勢(shì)的？

中國(guó)在全球家電生產(chǎn)中扮演著主要角色。IR一直與中國(guó)主要的開發(fā)和生產(chǎn)變頻空調(diào)、電冰箱和洗衣機(jī)等產(chǎn)品的家電制造商進(jìn)行合作。每個(gè)iMOTION平臺(tái)都是為專有應(yīng)用開發(fā)的，所以功率管理的任何部分都是為節(jié)電優(yōu)化設(shè)計(jì)的。例如，IRMCF312數(shù)字控制 IC和IRAMS06UP60A/B及IRAMS10UP60A/B智能功率模塊就是專為空調(diào)應(yīng)用優(yōu)化設(shè)計(jì)的。

未來影響節(jié)能產(chǎn)品的技術(shù)趨勢(shì)有哪些？

在白色家電、計(jì)算、運(yùn)輸、家庭娛樂和照明等應(yīng)用中采用先進(jìn)的功率管理方案可將全球的能耗可降低高達(dá)30%。

在家用冰箱、辦公室空調(diào)和工廠自動(dòng)化等應(yīng)用內(nèi)使用的電機(jī)，占能耗的50%。采用現(xiàn)在可承付的高效變頻控制技術(shù)和電機(jī)，可節(jié)省其中一半的能耗。

混合動(dòng)力汽車也可采用類似技術(shù)。與僅能使用汽油的汽車相比，這些新一代混合動(dòng)力汽車所用的燃料要少得多。燃料經(jīng)濟(jì)性的提升是通過加大內(nèi)部燃燒引擎的扭矩實(shí)現(xiàn)的，而正是永磁可變速電機(jī)加大了該扭矩。隨著電池、電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的進(jìn)步，混合動(dòng)力汽車的能耗表現(xiàn)會(huì)更優(yōu)異，且在成本上會(huì)與非混合動(dòng)力汽車更接近。若我們進(jìn)一步將汽油-電力轉(zhuǎn)變?yōu)椴裼?電力，可將能效再提升多30%。通過在運(yùn)輸行業(yè)將內(nèi)部燃燒與電能結(jié)合起來，所有這些加在一起，我們可將全球能耗降低10%以上。

約20%的電能消耗在照明上。采用最新的功率管理技術(shù)，我們可以用與效率不高的白熾燈泡相近的成本實(shí)現(xiàn)熒光燈泡。熒光燈比白熾燈的能效高75%。LED照明是另一個(gè)技術(shù)趨勢(shì)，它有望將我們帶入一個(gè)更環(huán)保、更節(jié)能的世界。

在2007年及以后，IR在中國(guó)有哪些開發(fā)計(jì)劃？

中國(guó)的經(jīng)濟(jì)前景非常光明，但污染及伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的全球變暖問題為其投下了幾縷陰影。IR的使命是節(jié)能，節(jié)省的能源既可用于加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展又可用于減少溫室氣體。

我們?cè)谥袊?guó)的直接支持是招募并培訓(xùn)設(shè)計(jì)師和應(yīng)用工程師以幫助客戶了解我們產(chǎn)品所能帶來的能源效益。除與客戶緊密合作共同應(yīng)對(duì)他們面臨的挑戰(zhàn)外，我們還與獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)及大學(xué)合作以繼續(xù)開發(fā)領(lǐng)先的方案。

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