ADI公司日前宣布針對精密控制應用開發,推出新一代混合信號控制處理器ADSP-CM40x。這款處理器搭載了一枚240MHz浮點ARM Cortex-M4處理器,并集成了精度達13.6ENOB的雙通道16位ADC和全面的SINC濾波器實現模式,使其可以直接與用于分流電阻式電流檢測系統架構中的隔離式Σ-Δ型調制器(AD7400A/AD7401A)接口,從而節省用FPGA實現同一功能所需要的成本和工程資源。
作為主要面向電機控制和太陽能逆變器市場的混合信號控制器產品,ADI市場經理張松鋼特別分析了上述兩個市場的一些發展趨勢,包括:
為了讓工業系統的成本更低,并在電力基礎設施中實現更具價格優勢的平價電網,對于高性能和高可靠性的電機控制系統及光伏逆變器的需求正在變大;
目前電機市場上70~80%的感應電機能耗過高,政府引領的對高效率系統的需求將迫使電機技術向永磁電機遷移;
不斷增長的人工成本推動工廠向自動化和機器人方向發展;
電機控制從模擬控制向數字控制的遷移可實現更高的控制精度;
可持續發展的分布式發電技術正不斷地推動逆變器設計的創新;
為使工程師能夠采用標準的MATLAB和Simulink模型設計來優化和重復使用電機控制系統,縮短整體設計時間,ADSP-CM40x系列允許工程師借助MATLAB和Simulink軟件,直接將他們的設計插入基于模型設計的環境之中,使得從系統建模到控制器部署,再到驗證和認證的整個流程都井井有條,從而能夠以更快的速度開發出能效比更高的系統。
除了高精度ADC、SINC濾波器、MATLAB/Simulink軟件支持外,張松剛還將諧波分析引擎(HAE)、PWM控制和PFC功能列為ADSP-CM40x具備的另外三項優勢。例如,為適應未來光伏逆變器的基本功能需求,美國已率先要求對由太陽能電池板螺絲松動引起的電弧進行監測。因為當有電弧產生時,電流側會有不同的頻譜反應,諧波分析引擎可以很清楚的判斷出上述異常情況。ADSP-CM40x還同時保留了3個PWM控制單元,每個PWM單元支持4個輸出通道,從而可支持20個專用輸出口,具有可驅動下一代功率器件(包括IGBT、SiC和GaN)的能力。
目前,ADI提供2套系統評估板,分別為面向電機控制應用的16個輸入通道開發平臺,和面向光伏逆變器的24個輸入/輸出通道的開發套件。其中,在面向電機控制的高壓功率板上ADI還提供了PFC功能選項,張松剛預測說,利用電源管理中的功率因數校正來實現更高能效,將是未來電機控制中的必選項。
此外,為適應中國市場特殊需求,ADI還在充分征求國內客戶意見的基礎上,在ADSP-CM40x產品中添加了編碼器、分頻、外部存儲器擴展接口以及GPIO等功能模塊,意在以此沖擊包括電機控制和光伏逆變器在內的市場。