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意法半导体工业峰会:瞄准更精准、更高能效、更强通信

2020-12-04 08:53
21IC电子网
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意法半导体2020年工业峰会于12月2盛大开幕!ST共带来 50多场技术推介会,展出100多个演示装置,并请专家现场为大家解答问题、提供建议。2020年工业峰会依然聚焦电机控制、电力能源、自动化三大应用领域。ST不仅想要展示产品和解决方案,还想要揭示决定创新方向的工业趋势。本次活动将让观众见证我们在推进更精准、更高能效、更强通信方面的最新动作。

2020年工业峰会:让电机控制更精准

用新评估板解决振动和噪声问题

在2020年工业峰会上,意法半导体将帮助工程师探索更高的电机控制精准度。许多人都知道,精准度在这类设计中至关重要。例如,在风扇中,知道转子的初始角度可以确保电机平稳起动。高精准度将有助于减少噪音和振动,还能提高系统工作可靠性,并降低故障几率,因此,在设计空调、吊扇、空气净化器或抽油烟机等产品时,开发团队设法提高系统控制的精准度。但是,寻找转子初始角度是很棘手的,并且可能需要昂贵的元器件。

在峰会上,ST将展出我们的技术创新中心新开发的一个评估板,这块评估板能够检测转子的角度。板子的开放式固件(X-CUBE-MCSDK)可以将源代码直接插入应用程序中,赢得了参观者的一致好评。另外,整个解决方案基于STSPIN32F0601,还集成一个STM32F031低功耗微控制器,为应用带来更高的能效和成本效益。此外,逆变器级使用与STGD5H60DF类似的IGBT沟栅场截止IGBT。 设计人员可以查看我们的实现方法,并了解如何降低开关损耗。这块定制板不仅仅是一个简易开发工具,对于希望开发更安静、更可靠的产品的工程师,它也是一个值得借鉴的实例。

用多轴位置控制克服成本挑战

ST团队还将用实体交互式迷宫游戏向工程师演示如何取得更高的电机控制精准度。迷宫安放在一个较大的桌面上(60厘米x 35厘米47厘米或24英寸x 14英寸x 19英寸),然后,我们的工程师在每个桌角放置一台电机,用于倾斜桌面。用户将有机会控制电机,移动桌面,控制小球穿行迷宫。在四个电机中,每一个都由一个PCB控制,在PCB上有一个STDRIVE601栅极驱动器、一个STH270N8F7功率MOSFET和一个STM32F767ZI微控制器,这是一个物料成本较低的完整系统设计。这块板子的销售版(我们称为STEVAL-ETH001V1)使用的是STDRIVE101而不是STDRIVE601。

用户通过操纵杆控制系统。操纵杆内置惯性传感器,位置数据无线发送到X-NUCLEO-IDB05A蓝牙Shield板,也可以通过有线连接发送到Hilscher网络控制器。简而言之,操纵杆将位置数据发送到控制板。然后,控制板通过逆运动学算法计算每个电机应移动的位置,再把位置数据通过EtherCAT Real Time link发送到电机。这个演示装置解决了电机之间的互连问题,并演示了开发团队如何使用实时通信在工厂自动化环境中应用位置控制技术。

Efficiency 2020年工业峰会:让电力能源更高效

用碳化硅破解决汽车充电难题

在工业峰会上,我们将聚焦一个困扰电动车市场的新挑战。随着电动汽车的人气越来越高,逐渐成为主流交通工具,消费者希望充电更快。汽车厂商可以提供直观的手机应用、更好的电量显示器和快速充电器。然而,在谈到公共和私家充电站的尺寸时,工程师面临一个新的挑战:城市不想要体积庞大的充电桩,因为拥挤的市中心无法容纳它们。同样,市民希望充电器尽可能少占车库空间。市场既想要充电桩能拥有大功率,又希望它能保持小身材。

STDES-PFCBIDIR电动汽车三相双向功率变换器可以破解这个进退两难的困境。得益于SCTW35N65G2V碳化硅MOSFET,这款芯片可以用于开发能效更高的电源变换器。凭借其宽带隙材料,SiC MOSFET具有更高的开关频率,可以显著改进高压电源的能效。因此,工程师可以开发尺寸更小而功率更大的充电器。STDES-PFCBIDIR还使用了STM32G474微控制器,别的不说,就它的高分辨率定时器意味着工程师可以更轻松地驱动SiC MOSFET,并使用更小的无源元件,从而降低了材料清单成本。

用氮化镓升级手机充电器

随着USB PD充电技术的出现,消费电子产品也面临着类似的充电问题。新一代手机和平板电脑一般都支持功率需求更高的快充技术。然而,兼容这些新规格的充电器又大又贵,这解释了为什么厂家没有在产品附件清单中附赠快充适配器,用户只得另购功率更高的充电器,这种现象已经引起一些消费者的意见。移动设备制造商正在积极寻求更高效的快速充电器,然而硅半导体的技术极限阻碍了他们的努力。

为克服这一挑战,意法半导体将在2020年工业峰会上展出一个65 W快充参考设计。得益于我们的MasterGaN1芯片,演示充电器的功率密度将达到30 W /英寸。GaN晶体管的带隙甚至比SiC还宽,使其成为解决这个问题的主要候选技术。而且,MasterGaN1 系统级封装意味着 使用这种新材料比以前简单多了。最终,GaN充电器与小功率充电器差不多一般大,可以为当今的大多数手机和平板电脑快速充电。这项技术意味着产品厂商可以在产品附件清单中增加大功率充电器,而不会导致快递费上涨或换用更大的包装盒,从而可以降低运营成本和环境影响。

Communication 2020年工业峰会:自动化需要更强的通信技术

智慧树液收取让世界更美好

当人们想到自动化时,不一定会想到通信。在本届工业峰会上,ST将揭示更强的通信如何助力自动化。现场的一款演示中,两个机械臂彼此靠近,却不会发生碰撞问题,这是因为他们都有通信系统。ST还将展出LoRa智能橡胶采集装置。它可以安放在树上收取树液,当容器快满时,MCU向云端发送提示信息,优化橡胶厂的运营效率。最后,我们还将展示城市如何通过像 Nextent Tag一样的手环自动跟踪病毒接触者。展出的可穿戴设备将使用Bluetooth LE和Sigfox传播数据,同时保护人们的隐私。

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