馬達(dá)控制領(lǐng)域雖然不若消費(fèi)性電子那般大受歡迎,但在諸多應(yīng)用環(huán)境中,你必須同意馬達(dá)的確有其存在的必要,從家庭乃至工業(yè)環(huán)境等,無不需要馬達(dá)來驅(qū)動(dòng)相關(guān)的功能。而工業(yè)環(huán)境領(lǐng)域中,馬達(dá)更是不可或缺的重要功能。
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ST產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫z影:姚嘉洋 |
ST(意法半導(dǎo)體)產(chǎn)品行銷經(jīng)理?xiàng)钫硎荆诠I(yè)領(lǐng)域中,馬達(dá)隱身在相當(dāng)多的應(yīng)用環(huán)境中,舉例來說,像是攪拌用的鍋爐、輸送帶、進(jìn)氣、排氣與吊車等,都會(huì)需要馬達(dá)的存在,至於我們常見的機(jī)器人更不用說,每個(gè)關(guān)節(jié)都會(huì)需要馬達(dá)控制,所以廣泛來說,工業(yè)馬達(dá)其實(shí)擁有相當(dāng)強(qiáng)勁的成長(zhǎng)動(dòng)能。
楊正廉也補(bǔ)充說明指出,就目前所接觸的客戶群中,無刷直流馬達(dá)的設(shè)計(jì)與討論佔(zhàn)了客戶群中的70%左右,理由在於無刷直流在控制上相對(duì)容易,不僅低噪音且相對(duì)節(jié)能,它在日常生活中的家電領(lǐng)域頗受好評(píng),而無刷直流特性的風(fēng)潮也開始吹進(jìn)了工業(yè)馬達(dá)領(lǐng)域。
不過,面對(duì)諸多不同晶片架構(gòu)業(yè)者積極搶進(jìn)工業(yè)馬達(dá)領(lǐng)域,楊正廉認(rèn)為,MCU(微控制器)架構(gòu)在開發(fā)難易度、導(dǎo)入成本與擴(kuò)充能力等各項(xiàng)表現(xiàn)上遠(yuǎn)勝FPGA(可編程邏輯閘陣列)架構(gòu)。他舉例指出,以輸送帶為例,光是材質(zhì)、重量的不同,輸送帶的流暢度、速度與精確度就會(huì)有所差異,這必須透過參數(shù)上的調(diào)校才有辦法作到,MCU在這方面的調(diào)整速度上具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。
楊正廉也直言,由於ARM的Cortex-M4到M0的處理能力的不同,所以對(duì)應(yīng)的馬達(dá)系統(tǒng)也會(huì)有所差異,一般來說,風(fēng)扇或是無刷直流馬達(dá)採(cǎi)用M0架構(gòu)就足以應(yīng)付,但若偏重造價(jià)較高或重視參數(shù)調(diào)校與精確性的馬達(dá)系統(tǒng),採(cǎi)用M4會(huì)是理想的選擇。他進(jìn)一步談到,由於馬達(dá)在不同應(yīng)用領(lǐng)域下,需要調(diào)校的系統(tǒng)參數(shù)各有差異,為了保留系統(tǒng)的設(shè)計(jì)彈性,MCU與專為驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)元件(Driver)不太可能有整合的可能性。
楊正廉也同意,在馬達(dá)控制上,電流與電壓的供應(yīng)精準(zhǔn)度的確是一門學(xué)問,但他強(qiáng)調(diào),儘管MOSFET與IGBT等電源週邊元件有其重要性,但是數(shù)位控制本身還是最重要的關(guān)鍵,所以類比電源電路與數(shù)位控制還是可以區(qū)分兩個(gè)層面來看,會(huì)較為簡(jiǎn)單。不過,未來電源管理也開始走向數(shù)位化的情況下,楊正廉透露,採(cǎi)用MCU進(jìn)行電源系統(tǒng)的管理也是可行的作法,換言之,若要讓馬達(dá)控制達(dá)到最佳化,馬達(dá)轉(zhuǎn)速、角度的精準(zhǔn)度乃至電源供應(yīng)上,實(shí)務(wù)上可以用兩顆MCU就完成整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。