摘要：电子发烧友网报道（文/莫婷婷）当前，无刷直流电机还处于迅猛发展的阶段。根据Grand view Research的数据，2023年，全球无刷直流电机市场规模为198.64亿美元，2024年到2030年将以年复合增长率6.6%增长，到2030年将达到308.62
电子发烧友网报道（文/莫婷婷）当前，无刷直流电机还处于迅猛发展的阶段。根据Grand view Research的数据，2023年，全球无刷直流电机市场规模为198.64亿美元，2024年到2030年将以年复合增长率6.6%增长，到2030年将达到308.62亿美元。
无刷直流电机一直是Power Integrations（PI）的重要市场，此前已经推出了两代新高压集成半桥（IHB）电机驱动器IC——BridgeSwitch系列。同时，为了提升开发人员的开发效率、降低开发门槛，PI还推出了电机驱动软件 MotorXpert。就在近期，PI发布了MotorXpert 3.0，与上一代相比，进一步简化了设计、优化了性能，增加了两相调制的控制方式，还增加了缺省模式，更适合初学者工程师使用。
MotorXpert™ 是一套专门用于对采用PI BridgeSwitch™电机驱动器IC的无刷直流逆变器进行配置、控制和检测的软件包。2021年，PI发布第一代MotorXpert，2022年发布第二代，搭配BridgeSwitch集成半桥电机驱动器使用，可实现98.2%的效率，将电路板空间减少70%以上。
PI资深技术培训经理Jason Yan在接受媒体采访时表示，3.0版本与上一代相比，增加了对BridgeSwtich-2新一代产品睡眠模式的支持，可以把三相电机的功耗降到10mW以下。还能根据不同的型号产品自动选择相应的器件，在故障报告方式、电流反馈方式上也在软件代码上有了更新升级。此次发布的MotorXpert 3.0还加入了PI的无分流检测电路和无传感器磁场定向控制(FOC)技术。优化后的软件设计工具可降低电机工程师的研发工作量。
PI MotorXpert 3.0具备以下七大特点，一是有更直观的逻辑图形界面，状态栏会显示电机工作条件。二是集成了运行示波仪，实时观测电机的性能表现。PI的产品营销经理Cristian Ionescu-Catrina表示：MotorXpert 3.0对波形可视化工具进行了五倍的改进，并增强了缩放功能，为开发人员提供了更多信息，便于电机精调和调试。
三是可以控制电机中不同的工作阶段，包括设置、电机配置、启动调试、闭环调试的多个阶段。四是简单的实时状态更新特性。
图源：PI
五是适用于不同技术专长的用户，除了专家模式，还增加了适用于经验不足的工程师的缺省模式。缺省的调试模式仅需要调整4项参数，Xpert专家模式允许进行详细的工作参数优化。六是软件代码易于在不同的MCU之间移植，比如 ST、Panasonic等国际厂商，还有国内的小型MCU厂商，能够在不同品类、不同成本的 MCU 之间进行拷贝来设定。七是工具提示提供在线操作指导。
MotorXpert 3.0还能识别调试期间遇到的故障并提供相应方案支持。Jason Yan提到，PI 产品的主要优势就是易于使用。“比如说家电生产厂商，一般都是购买成套的电机控制设备，如果想降成本，或者想定制化产品。那么研发人员就要懂硬件、软件，还要懂系统集成。我们开发这套系统的目的就是为了方便客户来研发他自己的电机平台，可以降低电机工程研发的工作量，加快研发进程。”
MotorXpert 3.0支持PI所有的IHB（集成半桥）逆变器用IC产品，包括BridgeSwitch、BridgeSwitch-2，还支持BridgeSwitch-2电流监测、无感相电流检测、故障报告、睡眠模式等关键特性。
谈到睡眠模式，Jason Yan表示睡眠模式可以把三相电机的功耗降到10mW以下。如果电机经常接在直流母线端，没有睡眠模式的情况下，采用IPM模块，因其内部集成六个开关及驱动电路，由于它没有那么智能化，所以它的驱动电路始终会消耗功率，很难让设备满足欧盟ErP规定的整机待机功耗小于300mW的要求。在启动BridgeSwitch-2的睡眠模式之后，就可以把待机功耗做得更低，在系统中其他功耗的设计就不会有更多的设计挑战。
MotorXpert 3.0可以根据不同型号产品自动选择相应器件，支持EF引脚硬件关断和FAULT引脚软件关断两种故障报告方式。EF引脚硬件关断方式通过硬件直接关断逆变器，减轻MCU负担；FAULT方式则通过MCU实现更精确的系统保护。电流反馈方式采用IPH增益调整，通过电阻上产生的压降检测相电流。传统相电流检测通过外部的电流检测电阻，还需要有放大及滤波电路，因而效率和成本会更高，相对来说，PI MotorXpert 3.0支持的IPH电流反馈方式电路上更加简单，而且其检测信号不易受外围噪声的干扰影响。
Cristian Ionescu-Catrina提到，MotorXpert 3.0增加了两相调制的控制方式，适合于热水循环泵等高温环境下的工作应用。新的调制方式可将逆变器开关损耗降低33%。
PI MotorXpert 3.0的推出，无疑为电机驱动设计领域带来了革新。这款软件不仅大幅简化了无刷直流电机的开发流程，还通过其直观的逻辑图形界面、集成运行示波仪以及实时状态更新等特性，显著提升了开发效率和灵活性。这些特点，让MotorXpert 3.0极大地降低了工程师的研发门槛和工作量，加速了产品上市时间。对于追求高效能、低功耗和快速开发周期的制造商来说，PI的MotorXpert 3.0无疑是最佳选择。
来源：核芯产业观察