電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/莫婷婷）當(dāng)前，無刷直流電機(jī)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(jī)市場規(guī)模為198.64億美元，2024年到2030年將以年復(fù)合增長率6.6%增長，到2030年將達(dá)到308.62億美元。

無刷直流電機(jī)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(jī)驅(qū)動器IC——BridgeSwitch系列。同時(shí)，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(jī)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(jìn)一步簡化了設(shè)計(jì)、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(xué)者工程師使用。


簡化電機(jī)研發(fā)，初學(xué)者更易上手
MotorXpert? 是一套專門用于對采用PI BridgeSwitch?電機(jī)驅(qū)動器IC的無刷直流逆變器進(jìn)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(jī)驅(qū)動器使用，可實(shí)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(xùn)經(jīng)理Jason Yan在接受媒體采訪時(shí)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(jī)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(yīng)的器件，在故障報(bào)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(shè)計(jì)工具可降低電機(jī)工程師的研發(fā)工作量。

PI MotorXpert 3.0具備以下七大特點(diǎn)，一是有更直觀的邏輯圖形界面，狀態(tài)欄會顯示電機(jī)工作條件。二是集成了運(yùn)行示波儀，實(shí)時(shí)觀測電機(jī)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(jìn)行了五倍的改進(jìn)，并增強(qiáng)了縮放功能，為開發(fā)人員提供了更多信息，便于電機(jī)精調(diào)和調(diào)試。

三是可以控制電機(jī)中不同的工作階段，包括設(shè)置、電機(jī)配置、啟動調(diào)試、閉環(huán)調(diào)試的多個(gè)階段。四是簡單的實(shí)時(shí)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(yàn)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(xiàng)參數(shù)，Xpert專家模式允許進(jìn)行詳細(xì)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(jìn)行拷貝來設(shè)定。七是工具提示提供在線操作指導(dǎo)。

MotorXpert 3.0還能識別調(diào)試期間遇到的故障并提供相應(yīng)方案支持。Jason Yan提到，PI 產(chǎn)品的主要優(yōu)勢就是易于使用?！氨热缯f家電生產(chǎn)廠商，一般都是購買成套的電機(jī)控制設(shè)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(jī)平臺，可以降低電機(jī)工程研發(fā)的工作量，加快研發(fā)進(jìn)程?！?br />

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(bào)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(jī)的功耗降到10mW以下。如果電機(jī)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(gè)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(shè)備滿足歐盟ErP規(guī)定的整機(jī)待機(jī)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(jī)功耗做得更低，在系統(tǒng)中其他功耗的設(shè)計(jì)就不會有更多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

MotorXpert 3.0可以根據(jù)不同型號產(chǎn)品自動選擇相應(yīng)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(bào)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(fù)擔(dān)；FAULT方式則通過MCU實(shí)現(xiàn)更精確的系統(tǒng)保護(hù)。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(yīng)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(jī)驅(qū)動設(shè)計(jì)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(jī)的開發(fā)流程，還通過其直觀的邏輯圖形界面、集成運(yùn)行示波儀以及實(shí)時(shí)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(diǎn)，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(shí)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。