马达控制DSP给白色家电带来新卖点

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简介: 由于DSP本来就可以监视马达的运转情况,因此,一旦马达控制器具有因特网接入功能,家电制造商就可以远程监视产品的使用情况。这有两个好处:第一,制造商可以在产品发生故障之前就做出维修计划;第二,制造商可以实时收集产品表现信息,从而在后代产品中做出改良。

尽管许多MCU可以用来控制马达,但DSP被认为是最佳的选择,因为DSP特别擅长处理实时信号。过去DSP马达控制器主要用于工业控制中,如伺服马达和变频控制。最近的应用包括白色家电,如变频洗衣机和变频空调。变频家电对马达有特殊的要求,特别是出于环保的考虑,家电制造商希望产品能够在低功耗、低辐射和低噪声状态下工作。用DSP控制马达可以很好地满足这些环保要求。

现在几百MIPS DSP的价格几乎与原来几十MIPS DSP的价格相当。由于控制白色家电的马达只需20~40MIPS的DSP就足够了,所以多余的MIPS可用来给家电增加新卖点,而无需再添加复杂的处理器。例如,增加语音识别功能使操作界面更加友好。半导体供应商也设法在DSP马达控制器中增加有线或无线通信功能。DSP在通信领域的作用已经广为人知,在马达控制器中增加软件Modem、RF模块等是完全可能的。由于DSP本来就可以监视马达的运转情况,因此,一旦马达控制器具有因特网接入功能,家电制造商就可以远程监视产品的使用情况。这有两个好处:第一,制造商可以在产品发生故障之前就做出维修计划;第二,制造商可以实时收集产品表现信息,从而在后代产品中做出改良。

马达控制是一个巨大的市场,据估计,马达和马达控制器的年销售额超过50亿美元。未来的应用包括公共交通和娱乐设施、通用伺服和变频驱动、打印机和传真机等。在马达控制DSP市场,活跃着两大供应商,它们是美国模拟器件公司(ADI)和德州仪器公司(TI)。两家公司都宣称推出了第三代马达控制解决方案。

ADI的第三代方案

自从公司成立之日起,ADI就将马达控制作为一个重要的开发领域。多年来,ADI利用自己在DSP和混合信号方面的专长设计马达控制电路,从早期的分立解决方案到单片ASSP器件。第一代马达解决方案通常采用MCU用于定位、速度控制或电流控制,而转换器(如AD2S8X和AD2S9X)则用于转子位置反馈。这种设计无法满足精确控制和快速响应的需要。

第二代解决方案采用DSP控制马达,并辅助相关芯片组,如A/D转换器、PWM控制和矢量变换器。ADI提供包括定点DSP芯片组及ADMC运动处理器在内的第二代解决方案。

目前,ADI正在大力推广全集成的第三代马达控制解决方案,其代表产品是嵌入式DSP马达控制集成电路DashDSP,即集“数字控制、精确模拟和闪存”于一块芯片上。它号称具有信号转换、信号处理、存储以及马达控制所需要的各种外设功能。去年10月,日本东芝和Carrier付运了第一批采用DashDSP的空调器。

TI的第三代方案

TI的第三代马达控制DSP是LF240x/LC240x和LF240xA/LC240xA器件。与F24x/C24x相比,新系列产品的单价约为2美元,但其性能却达到了40MIPS。TI亚洲区数字控制组件经理郑耀华介绍说,该系列器件具有闪存和ROM两个版本,其特点包括快速和灵活的模/数转换器、强劲的马达控制外设、工业标准的通信端口、灵活的存储器配置、受第三方广泛支持的算法和软件等。郑耀华同时指出,与微程序控制器和马达控制集成电路相比,该系列产品的CPU性能更强,能够集成更多变速马达控制、无感应马达控制、向量控制、功率因数纠正、多马达控制、多功率等级控制和其它监控功能等。

另外,TI也提供基于C28x内核的TMS320C2000系列高级马达控制器。它通过独特的方式将最高400MIPS处理能力与芯片级外设,比如闪存、超高速模/数转换器、板载事件管理器以及CAN模块等结合在一起。该款DSP甚至可用于控制最高级的马达,比如交换磁阻马达,这种马达的内在优点是速度最快、电流转矩最大、性能强劲且制造成本最低。新推出的数字马达控制开放软件平台支持TMS320C2000,该软件平台建立在eXpressDSP实时软件技术基础上,能够发挥C2000数字信号处理平台的全部潜能。

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