能量轉換效率在電子設計中一直扮演著重要的角色，就電動機而言，轉換發生兩次：首先產生控制電機所需的電能，然后將電能轉化為驅動力。消除電機產生的噪聲是電子設計人員在此類應用中面臨的最常見問題之一。

制造商越來越傾向于將實際的電機控制單元視為基本功能塊，而不是最終產品的多樣化特征;在考慮家用電器中常見的排水泵或風扇等輔助系統時，這一點尤其明顯。英飛凌科技不僅提供廣泛的分立元件產品組合，還提供集成解決方案，以簡化逆變器應用、最大限度地降低研發成本和所用元件總數的物料清單 (BOM)。

例如，新型 IMC300 將 iMOTION 運動控制引擎 (MCE) 電機與基于 Arm? Cortex?-M0 內核的附加微控制器相結合。IMC300 產品組合針對需要高應用靈活性的變速驅動器。

控制器

控制電機的速度和方向以使用中電機的操作模式為先決條件，并且根據電機類型和不同的應用要求需要不同的技術和電路。電機控制器的目的是能夠手動或自動對電機進行操作(啟停、提前反轉、速度、扭轉和電壓過載保護)。電動機控制需要電子電路，直到幾年前，由于涉及電壓和電流，電子電路還是由分立元件制成。今天的發動機控制處于研發活動的最前沿，以在兩個層面上實現高效的微電子解決方案：計算軟件和電力電子。

iMOTION 技術

iMOTION 確定了一系列產品，這些產品將現成且經過認證的電機控制算法與用于生產用途的硬件集成在一起，并提供功率因數校正 (PFC) 作為選項。在電機控制的電力電子解決方案中，必須確保對客戶目標應用的靈活性和適應性，這通常遠遠超出所考慮的電機配置(圖 1)。

圖 1：iMOTION 驅動電機控制的集成。(圖片：英飛凌科技)

iMOTION IC 集成了使用直流分流電流測量或直流連接進行傳感器磁場定向控制 (FOC) 電機控制所需的所有控制和模擬接口功能。此外，它們采用英飛凌的專利算法，可從電機控制算法開發過程中消除軟件編碼。

iMOTION 解決方案適用于家用電器和風扇等小型驅動器。這些解決方案結合了控制器、SmartDrive 和 SmartIPM 設備。

SmartDrive 器件與柵極驅動器集成在一起(可以使用 MOSFET 或 IGBT)。SmartIPM 系列實現了最高集成度，它將 MCE 與柵極驅動器和三相全橋相結合，從而在一個小型 PQFN 封裝中形成完整的逆變器系統。

針對可變轉速電機控制系統的調節，英飛凌 iMOTION IMC300 系列中的 IC 集成了一個額外的、用戶可編程的微控制器(圖 2)。雙核控制器集成了所需的硬件、軟件和用戶程序，以調節永磁同步電機 (PMSM)。它以最低的系統和開發成本實現高度靈活的電機控制系統。

圖 2：iMOTION 運動控制引擎加 ARM Cortex-M0 圖表和功能(圖片：Infineon Technologies)

IMC300 的保護功能包括欠壓/過壓、過流、過熱、電機門關閉、轉子鎖定、故障報告、最小死區時間和直通。控制功能包括 小號inusoidal FOC，帶傳感器/傳感器，三或二相調制，磁場減弱，零向量制動，集成PFC，并集成自舉。

IMC300 及其前身 IMC100 共享相同的 MCE 2.0 實施，提供具有 PFC 控制、多重保護功能和腳本引擎的即用型解決方案。

通過將 MCE 應用于電機控制，客戶可以專注于系統應用，該系統應用完全獨立于內置的 Arm 微控制器。該 MCU 提供一組靈活的外設，可用于多種用途，例如系統功能、特定通信或驅動器監控(圖 3)。

圖 3：IMC300 電路應用(圖片：Infineon Technologies)

英飛凌科技 iMOTION 產品營銷經理 Ingo Skuras 表示：“這背后的主要想法是讓客戶輕松轉動電機。” “幾年來，我們已經看到了對大多數電機進行電子控制的趨勢——不僅僅是開或關，還有所謂的變速驅動器。我們確實有解決方案，基本上客戶無需任何編程即可使用：只需將它們配置為相應的電機用途，然后它就會運行。通常，完成此操作需要半小時到一個小時。”

MCE 集成了所有必要的硬件和軟件組件，以及所有必要的保護功能，從而減少了 BOM。它經歷了不斷的改進;通常每年發布兩個版本。

將更多智能傳輸到 A/D 轉換器或定時器等外設的電機控制算法可減少 CPU 內核的負載。通過包含集成現代 32 位架構的小型控制器的解決方案，應用程序設計人員可以使用這種釋放的 CPU 容量。

iMOTION 控制器實現了一種適用于生產環境的算法，并支持家用電器的功能安全要求，使設計符合這些市場的要求標準。

根據 UL/IEC 60730(B 類)，IMC300 設備針對需要功能安全的應用進行了預認證。

審核編輯：湯梓紅