作为通讯乃至军事行业的技术支撑者,半导体厂商曾经离家用电器行业很“远”,而现在,随着家电应用市场和功能的扩展,消费者对家电产品的质量和技术的要求越来越高,半导体厂商转身成为了家电变频技术的竞技者。
电机控制IC:争奇斗艳
家用电器是中国最先推广节能标准及标识的产品,家电电力消耗的主力是电机,电机的高效、节能成为大势所趋,家电电机控制IC于是成为半导体企业的新热点。目前用于电机控制的IC产品主要包括针对电机控制应用的MCU(微控制器)、DSP(数字信号控制技术)以及专用的电机控制芯片。
据家电业内人士介绍,虽然DSP技术能够提高电机控制的性能,但由于DSP产品价格较高,目前DSP技术被很多家电企业作为储备技术。真正最多应用于家电的电机控制IC产品是MCU。来自家电行业的信息显示,意法半导体(ST)、NEC、瑞萨半导体是家电电机控制的主要MCU产品提供商。
飞兆半导体(韩国)公司高级经理Sung-IlYong向《电器》记者介绍说,带有电机控制外设的8位MCU通常用于无刷直流电机(BLDC)的方波控制。不过,为了减少噪声、提高精度和电机控制效率,32位RISCMCU越来越多地用于家用电器,尤其是空调中。
Sung-IlYong表示,家电用MCU的发展趋势是将控制功能集成在一个MCU中,例如,用一个MCU控制压缩机的逆变器、PFC和户外风扇电机。这样,需要采用性能更高的MCU,32位RISCMCU目前是家电高端变频控制的最适合的解决方案。
ST微控制器产品部总经理JimNicholas也表示,融低功耗、易用性和低成本于一身的32位控制器有发展前景。2007年,ST曾推出适用于白色家电的32位微控制器系列产品。新产品采用了ARM公司为要求实现高性能(1.25DhrystoneMIPS/MHz)、低成本、低功耗的嵌入式应用而专门设计的ARMCortex-M3内核。STM32系列产品配有成套的ST和第三方的开发工具。ST提供一个评估板、USB开发工具包和一个免费的软件库,非常方便开发人员设计外围功能。
Sung-IlYong同时认为,如果DSP的价格可以降低到32位RISCMCU的价格,未来家电电机控制IC发展趋势将是转向采用DSP技术。目前德州仪器(TI)和美国微芯科技(Microchip)等公司都有专门针对家电行业开发的DSP技术。
国际整流器公司(IR)中国区总经理邢安飞则认为,专用的电机控制芯片更有市场竞争力,未来将获得更广泛的应用:“IR将变频控制的算法硬件化,作为专用芯片组的一部分,减少了用户编程的时间和成本。这样的硬件化平台传输和反应速度更快,且成本很有竞争优势。”据《电器》记者了解,IR目前在中国推广的iMOTION集成功率设计平台,内置微处理系统,可以实现对压缩机和风机的双路控制(也可以实现单路控制,省去了风机控制部分)。专用控制芯片内各硬件单元之间可以实现调控组合,且为客户预留了开发空间。该芯片组分别集成了一个可工作的完整PMSM调速驱动器所需的周边控制和功率半导体器件,还包含了三相逆变器驱动IC和高电压电流传感IC,以提供数字控制IC和功率部分之间的必要链接。