在現(xiàn)代社會(huì)，電機(jī)產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，消耗的電能占全球總用電量的50%-60%，是名副其實(shí)的終端耗能大戶。如果我們能夠把電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的效率再提高一點(diǎn)，將極大減少全球能源消耗，降低氣候變化帶來(lái)的惡劣影響。

第一代MotorXpert是一套Power Integrations（以下簡(jiǎn)稱PI）專門用于對(duì)采用該公司BridgeSwitch系列高壓集成半橋（IHB）電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC的無(wú)刷直流逆變器進(jìn)行配置、控制和檢測(cè)的軟件包。PI不僅在硬件層面提供創(chuàng)新的解決方案，而且通過(guò)MotorXpert軟件套件的配合，實(shí)現(xiàn)軟硬件的深度整合，極大地提升電機(jī)控制系統(tǒng)的性能和可靠性。在隨后的2024年，PI推出功率更大的BridgeSwitch-2進(jìn)一步拓寬針對(duì)無(wú)刷直流電機(jī)（BLDC）驅(qū)動(dòng)器的應(yīng)用范圍。而為了充分發(fā)揮BridgeSwitch-2系列產(chǎn)品的性能，PI升級(jí)MotorXpert設(shè)計(jì)軟件至MotorXpert 3.0，進(jìn)一步簡(jiǎn)化無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)，助力不擅長(zhǎng)硬件或軟件的工程師更加方便地進(jìn)行電機(jī)調(diào)試。

詳解MotorXpert 3.0的驚艷功能

最新版本MotorXpert 3.0包括三個(gè)主要部分：一是內(nèi)嵌于本地MCU或DSP上的復(fù)雜數(shù)學(xué)算法可以利用BridgeSwitch IC的信息構(gòu)建生成精確的反饋信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)模式的實(shí)時(shí)控制。二是主機(jī)端應(yīng)用程序可對(duì)逆變器的操作進(jìn)行編譯，并以明確的格式顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)，供工程分析使用。三是簡(jiǎn)單易用的控制界面允許開發(fā)工程師進(jìn)行各種試驗(yàn)，以快速完成最終產(chǎn)品定型。

此外，MotorXpert 3.0擁有直觀的邏輯圖形界面，類似windows窗口，直觀的界面意味著更短的軟件熟悉時(shí)間，更快的研發(fā)速度。

在這個(gè)軟件當(dāng)中集成了一個(gè)運(yùn)行的示波儀，它的功能跟示波器類似，可以幫助我們觀察電機(jī)中的各種運(yùn)行參數(shù)，實(shí)時(shí)觀測(cè)性能表現(xiàn)，抓取顯示實(shí)時(shí)的工作波形。最驚喜的是，它還可以抓一些具體的事件，比如系統(tǒng)出現(xiàn)了過(guò)溫保護(hù)或者過(guò)壓保護(hù)或者過(guò)流保護(hù)，那么它會(huì)連續(xù)地記錄下來(lái)具體的事件，所以你可以看到在某個(gè)瞬間發(fā)生了什么事情，包括狀態(tài)的切換，動(dòng)態(tài)穩(wěn)態(tài)的響應(yīng)等。

它還可以控制電機(jī)中不同的工作階段，即使你不是一個(gè)專業(yè)的電機(jī)設(shè)計(jì)工程師，也可以通過(guò)缺省模式來(lái)調(diào)整好參數(shù)，讓設(shè)備運(yùn)行起來(lái)，這也是PI為什么要開發(fā)MotorXpert 3.0的主要原因。PI資深培訓(xùn)經(jīng)理閻金光表示，電機(jī)在操作期間比較難做的是啟機(jī)，工程師在啟動(dòng)之前需要做一些具體的配置，PI可以協(xié)助工程師完成每個(gè)工作階段的調(diào)試，包括電機(jī)的配置，啟動(dòng)的調(diào)試和閉環(huán)的調(diào)試。PI還可以記錄工程師在調(diào)試期間遇到的故障，并且提供一些建議。在啟機(jī)階段，它會(huì)高亮顯示一些啟機(jī)的控制參數(shù)。在閉環(huán)階段，在控制欄會(huì)高亮顯示某些控制參數(shù)。如果你有問(wèn)題，它可能會(huì)給你一些建議。PI希望教會(huì)初學(xué)者怎么來(lái)具體調(diào)試一個(gè)電機(jī)。

MotorXpert 3.0適合于不同技術(shù)專長(zhǎng)的用戶。對(duì)于初學(xué)者，或者是經(jīng)驗(yàn)不是特別豐富的工程師，你可以使用缺省模式（我們可以理解為普通模式），只需要調(diào)整四項(xiàng)參數(shù)，就能讓你的電機(jī)轉(zhuǎn)起來(lái)。對(duì)于專家，你可以使用專家模式，它完全允許你進(jìn)行詳細(xì)的工作參數(shù)的優(yōu)化。

PI資深培訓(xùn)經(jīng)理閻金光解釋說(shuō)：“PI產(chǎn)品有一個(gè)突出的優(yōu)勢(shì)就是易于使用。PI希望開發(fā)一些簡(jiǎn)單易用的工具來(lái)方便那些經(jīng)驗(yàn)不是特別豐富的工程師來(lái)開發(fā)自己的產(chǎn)品。比如你是家電生產(chǎn)廠商，一般來(lái)說(shuō)，你都是買成套的電機(jī)控制設(shè)備，買電機(jī)制造商已經(jīng)調(diào)試好的總體方案來(lái)使用，但如果你想降成本或是想定制自己的產(chǎn)品，那么你就要既懂硬件，又要懂軟件，還懂系統(tǒng)集成。針對(duì)這類痛點(diǎn)，PI開發(fā)的MotorXpert 3.0支持兩個(gè)模式，一個(gè)是缺省模式，一個(gè)是專家模式。缺省模式方便于初學(xué)者，就是如果你不太懂電機(jī)，你可以只設(shè)置四五項(xiàng)參數(shù)，其他的參數(shù)則由PI幫你預(yù)置，電機(jī)也可以運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠安全。而專家模式適合于有精細(xì)的定制化性能要求的家電生產(chǎn)廠商或是電機(jī)制造商，該軟件同樣可以提供一整套的空白參數(shù)方便你進(jìn)行調(diào)整。”

值得一提的是，通過(guò)MotorXpert 3.0開發(fā)出來(lái)的一套軟件代碼，可以在不同品類、不同成本的MCU之間來(lái)進(jìn)行拷貝、設(shè)定，而不僅限于某個(gè)MCU。而且PI在軟件中會(huì)提供在線操作指導(dǎo)，如果你把光標(biāo)移到某個(gè)地方，它會(huì)出現(xiàn)提示小窗口，告訴你這個(gè)是干什么用的，非常方便工程師進(jìn)行在線操作。閻金光表示，PI之所以做這套軟件放到電腦里，目的是要產(chǎn)生一套MCU可以使用的代碼。在批量生產(chǎn)中，一般發(fā)貨的是MCU加上逆變器，再加上電機(jī)來(lái)作為它的終端產(chǎn)品，所以MotorXpert 3.0是一套方便工程師調(diào)試電機(jī)的軟件，最終會(huì)產(chǎn)生終端系統(tǒng)使用的電機(jī)控制軟件代碼。

新版本還具有V/F和I/F控制功能，可在任何負(fù)載條件下啟動(dòng)電機(jī)?？蛇x擇的兩相調(diào)制方式使開發(fā)人員能夠在逆變器溫度與扭矩紋波之間進(jìn)行折中，這有利于熱水循環(huán)泵等這類高溫環(huán)境的應(yīng)用，同時(shí)可降低對(duì)散熱器和外殼的成本要求。軟件包內(nèi)還包含支持無(wú)傳感器設(shè)計(jì)的單相和三相代碼庫(kù)、參考設(shè)計(jì)和其他工具（如電源設(shè)計(jì)和分析工具），可大大縮短開發(fā)時(shí)間。

全面支持所有集成半橋（IHB）逆變器用IC產(chǎn)品

MotorXpert 3.0全面支持PI適用于無(wú)刷直流電機(jī)的所有產(chǎn)品，包括BridgeSwitch和BridgeSwitch-2。尤其是支持BridgeSwitch-2的一些關(guān)鍵特性，比如電流檢測(cè)、無(wú)感相電流檢測(cè)、故障報(bào)告、睡眠模式。

其中的睡眠模式是BridgeSwitch-2獨(dú)有的。在睡眠模式下，MotorXpert 3.0可以把整個(gè)三相電機(jī)的功耗降到10mW以下。閻金光解釋說(shuō)：“如果電機(jī)經(jīng)常接在直流母線端，如果沒(méi)有睡眠模式的話，像市場(chǎng)上用的集成了六個(gè)開關(guān)的IPM模塊，它沒(méi)有那么智能化，所以它的驅(qū)動(dòng)電路就會(huì)有一定的功耗，很難讓整體設(shè)備滿足300mW的待機(jī)功耗要求。而如果采用BridgeSwitch-2，有了睡眠模式之后，就可以把300mW的待機(jī)功耗額度做得更低，至少在其他地方不會(huì)有更多的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。”

除此之外，MotorXpert 3.0還可以根據(jù)不同型號(hào)產(chǎn)品的特點(diǎn)自動(dòng)選擇相應(yīng)器件。故障報(bào)告方式：EF/FAULT方式；電流反饋方式：IPH增益調(diào)整；節(jié)能特性：睡眠模式。

總結(jié)來(lái)說(shuō)，BridgeSwitch -2及MotorXpert簡(jiǎn)化了電機(jī)設(shè)計(jì)、提高了效率、降低了空載功耗。相比于上一代，MotorXpert 3.0更新的地方主要是PI針對(duì)BridgeSwitch-2的一些新的具體的特點(diǎn)，比如有 EF/FAULT引腳的這種不同故障響應(yīng)方式的產(chǎn)品型號(hào)，硬件保護(hù)，以及通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)逆變器關(guān)斷的特性，低待機(jī)功耗的睡眠模式。而且上一代沒(méi)有缺省模式，或者說(shuō)普通模式。上一代只有一種專家模式。現(xiàn)在，它有兩個(gè)模式來(lái)適配不同的受眾，并且該軟件通過(guò)最終用戶許可協(xié)議是可以免費(fèi)使用的。