TI為大眾市場簡化馬達控制設計 提供低成本馬達應用 InstaSPIN-FOC 無感測器馬達控制技術

(台北訊，2013 年 8 月 30 日)   德州儀器 (TI) 宣佈為其最低成本的即時控制 C2000 Piccolo F2802x 微控制器系列提供 TI 革命性突破的 InstaSPIN-FOC™（磁場定向控制）無感測器馬達控制技術，進而可縮小封裝尺寸，大幅降低成本。一度只有少數馬達設計人員可取得的高效率、三相位馬達控制專業技術，現已開始更廣泛的為開發人員提供。工程師不僅可使用嵌入在唯讀記憶體 (ROM)（位於 C2000 Piccolo F2802x MCU 上）中的 TI InstaSPIN-FOC 技術加速馬達控制開發，同時還可為低成本無刷 DC (BLDC)、永磁同步 (PMSM) 以及 AC 感應馬達應用提高效率。

TI 支援 InstaSPIN-FOC 技術的低成本 Piccolo F2802x MCU 僅在數分鐘內便可識別、調諧和控制任意類型的三相位同步或非同步馬達，為洗衣機、壓縮機、泵、風扇、電動自行車、工具、跑步機、小型驅動器、縫紉及紡織機、升降機以及小型低成本馬達 (hobby motor) 等各種應用的理想選擇。在 2013 年 2 月 TI 首次推出 InstaSPIN-FOC 技術之前，無感測器磁場定向控制技術還不能滿足大多數開發人員的需求，因為當時的無感測器演算法沒有達到各種實際應用條件，難以在複雜的控制系統中實施，因此增加數個月的開發時間。InstaSPIN-FOC 技術不僅可為各種標準的設計人員降低系統的複雜性，同時還可在合理且更加下調的價格內提高馬達效率、可靠性和效能，進而解決這些問題。

InstaSPIN-FOC™ 技術 Piccolo F2802x MCU 的特性與優勢：

  • 針對各種廣泛的馬達設計人員提供，具有 48 接腳封裝、32 或 64KB 快閃記憶體，價格約為 2 美元，可充分滿足大批量應用需求。
  • 節省數月的設計時間，支援近乎全自動的馬達參數識別、軟體觀測器調諧以及轉矩控制調諧。
  • 先評估後購買，提供免費互動式InstaSPIN-FOC 線上模擬工具。設計人員可針對各種馬達客製化速度與負載設定檔，以評估 TI InstaSPIN-FOC 的效能，並在幾分鐘內獲得模擬結果。
  • 接近編碼器的效能，有了嵌入式晶片中 FAST™ 觀測器演算法，只需分析電流和電壓便可在各種使用條件下計算高可靠性且穩健的轉子磁通、角度、速度以及轉矩估算值。準確的無感測器估算器效能可淘汰幾乎所有轉矩與速度應用中的物理感測器。
  • 同一解決方案適用於所有三相位馬達、包括同步（BLDC、SPM 與 IPM）與非同步 (ACI) 馬達。
  • 識別與調諧，離線馬達試運可辨認所需的馬達參數，調諧 FAST 演算法，並可初始化穩定工作所需的電流控制器。線上電阻重估模式可在要求最為嚴格的低速負載下追蹤穩固觀察器效能的變化。
  • 透過內建啟動模式和觀測器角度鎖定功能，在一個電子週期內消除其它無感測器技術的啟動問題。
  • 優異的低速效能，角度完整性可在典型值1Hz以下保持穩定狀態，支援全轉矩、零速穩定、過零反轉以及平穩的失速恢復。
  • 可增強系統架構彈性，可使用作為軟體馬達感測器的 FAST 以實施單功能調用 FOC 轉矩控制器或完整的客製化控制系統；
  • 支援最高效率的馬達尺寸，內建磁場控制支援弱磁（提高速度）或強磁（提高轉矩）應用。
  • 為感應馬達實現顯著節能，使用 PowerWarp™ 模式自我調整最小化磁化電流，只產生所需的轉矩，從而可消除較低負載工作下的能源浪費。
  • 透過 MotorWare™ 使用最新馬達控制庫，包括模組、驅動器、系統範例、文件，以實現便捷開發和迅速評估。MotorWare™ 提供基於 API 的 C 語言導向型最新編碼技術以及十多種基於實驗室的專案項目，可協助深入瞭解 InstaSPIN-FOC 的各項特性，包括馬達 ID、保存馬達參數、轉矩控制、調諧速度控制器、執行時間的電阻監控、弱磁、調變技術以及 PowerWarp 等。

價格及供貨情況

支援 InstaSPIN-FOC 的 Piccolo F28026F 與 F28027F MCU 現已開始以每千顆單位價4.03美元批量供貨。InstaSPIN-FOC 線上模擬工具現已開始免費提供。開發人員可使用699美元的TMDSHVMTRINSPIN 高電壓 (50-350V 10A) 馬達套件配套內所提供的69美元模組化 controlCARD (TMDSCNCD28027F) 以評估該解決方案，其能夠與外部模擬器配對使用，可與先前發佈的低電壓逆變器評估模組 (DRV8312/DRV8301 RevD) 一同聯用。此外，InstaSPIN-FOC 與 InstaSPIN-MOTION 也應用於先前發佈的 Piccolo F2806x 微控制器。

有關 C2000 Piccolo F2802x MCU、InstaSPIN-FOC 以及 TI 馬達控制解決方案的詳細資訊：

TI 廣泛系列的微控制器與軟體

MCU 具備業界領先低功耗、即時控制、安全與連接功能。TI 藉由 20 年以上豐富的微控制器創新經驗，提供業界最廣泛的微控制器產品系列：從超低功耗 MSP MCU、即時控制 C2000™ MCU、Tiva™ ARM® MCU 到 Hercules™ ARM MCU。設計人員可充分利用 TI 完整的軟硬體工具、廣泛的 Design Network 協力廠商技術支援，加速產品的上市時程。

TI 助力啟動馬達

TI 在馬達驅動與控制方面擁有豐富的經驗，推出廣泛系列的類比與微控制器產品以及全面性的工具、軟體與支援，可提供高效率、高可靠性且低成本的馬達解決方案。客戶可獲得具有最佳效能的理想解決方案，快速啟動包括 AC 感應 (ACIM)、有刷 DC、無刷 DC (BLDC)、PMSM 以及步進在內的各種馬達。

關於德州儀器

德州儀器 (TI) 為全球半導體設計製造公司，專精類比 IC 及嵌入式處理器開發。TI 擁有全球頂尖人才，銳意創新，塑造未來。TI 攜手100,000 多家客戶打造更美好未來。更多詳細資訊，請參見網頁：www.ti.com/tw。