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全球40%的電能是被電機(jī)消耗的，在提升工廠自動(dòng)化水平這一需求的推動(dòng)下，提高工業(yè)電機(jī)功率效率和性能的需求水漲船高。另外，太陽能光伏已成為并入全球電網(wǎng)、規(guī)模最大的新一代能源，其累積裝機(jī)基數(shù)達(dá)100千兆瓦，將成為未來十年增長最快的可再生能源。針對(duì)電機(jī)控制和太陽能逆變器，ADI從四五年前開始進(jìn)行規(guī)劃，日前，推出了一款全新的混合信號(hào)控制處理器ADSP-CM40x，通過高性能、高可靠性的電機(jī)控制系統(tǒng)和光伏逆變器來推動(dòng)工業(yè)系統(tǒng)成本更低，并在電力基礎(chǔ)設(shè)施中實(shí)現(xiàn)更具價(jià)格優(yōu)勢的平價(jià)電網(wǎng)，樹立了行業(yè)新標(biāo)桿。
ADSP-CM40x系列是ADI公司針對(duì)精密控制應(yīng)用開發(fā)的新一代混合信號(hào)控制處理器家族中的第一位成員，它集成了精度(ENOB)超過13位的行業(yè)唯一一款嵌入式雙通道16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，搭載了一枚24 0 M Hz支持浮點(diǎn)的ARM Cortex-M4處理器內(nèi)核。
ADI市場經(jīng)理張松剛介紹，之所以選擇Cortex-M4，主要是因?yàn)锳RM在功耗上有優(yōu)勢，越來越多的工程師非常熟悉這一架構(gòu)，開發(fā)周期相對(duì)會(huì)縮短。而240MHz的主頻并支持浮點(diǎn)運(yùn)算能力，則是考慮到了未來工業(yè)系統(tǒng)的需求，為很
多應(yīng)用的加入(比如網(wǎng)絡(luò)、多軸電機(jī)等)預(yù)留了空間。
一直以來，A D I在模擬尤其是模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及DSP方面有著深厚的積累，ADSP-CM40x充分發(fā)揮這些優(yōu)勢，高度集成了ADC、較大的RAM、諧波分析引擎、SINC濾波器、PWM控制以及眾多擴(kuò)展接口等功能，這些功能通過SIP技術(shù)封裝達(dá)到了完美的平衡，不但具有出色的模擬轉(zhuǎn)換性能和高達(dá)380ns的轉(zhuǎn)換速度，同時(shí)具備多種其他優(yōu)良特性。
作為AD I具有領(lǐng)先優(yōu)勢的技術(shù)，ADS P- CM4 0 x集成的16位ADC在2.6M采樣頻率下的精度可達(dá)到13位以上，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能提升非常關(guān)鍵；ADI特有的諧波分析引擎技術(shù)對(duì)于效率提升有重要意義，它主要針對(duì)未來的光伏逆變器，因?yàn)閷?duì)于電機(jī)控制而言，提升效率不僅需要從算法上保證，同時(shí)還要在電網(wǎng)側(cè)分析干擾情況，諧波分析可以很好地監(jiān)測并抑制干擾；集成了SINC濾波器，使其可以直接與用于采樣電阻式電流檢測系統(tǒng)架構(gòu)中的隔離式Σ-Δ型調(diào)制器(AD7400A/AD7401A)連接，還可節(jié)省以FPGA實(shí)現(xiàn)同一功能所需要的成本和工程資源；ADSPCM40x保留了3個(gè)PWM控制單元，每個(gè)PWM單元支持4對(duì)輸出通道，從而可支持雙軸、三軸控制。
目前ADI提供的系統(tǒng)評(píng)估板包括面向電機(jī)控制應(yīng)用的16個(gè)ADC輸入通道的CM408F開發(fā)平臺(tái)和面向光伏逆變器的24個(gè)ADC輸入通道的CM403F開發(fā)套件兩種。其中在面向電機(jī)控制的CM408F演示系統(tǒng)高壓功率板上，ADI還提供了PFC的選項(xiàng)，利用電源管理中的功率因數(shù)校正來實(shí)現(xiàn)更高能效。ADI預(yù)測這一功能在未來的電機(jī)控制中將是必選項(xiàng)。
通過優(yōu)化的代碼生成、器件驅(qū)動(dòng)器和編譯器套件，ADSP-CM40x系列使工程師可以借助MATLAB和Simulink軟件，直接將他們的設(shè)計(jì)插入基于模型設(shè)計(jì)的環(huán)境之中。這種結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)完整的、基于模型的開發(fā)平臺(tái)，使工程師可以集中精力，以更快的速度開發(fā)出能效比更高的系統(tǒng)。
張松剛補(bǔ)充道，推動(dòng)電機(jī)控制和太陽能逆變器創(chuàng)新的因素和發(fā)展趨勢包括：高性能和高可靠性的電機(jī)控制系統(tǒng)及光伏逆變器需求正在增大；政府對(duì)高效率系統(tǒng)的需求迫使電機(jī)技術(shù)向永磁電機(jī)遷移；不斷增長的人工成本也推動(dòng)工廠向自動(dòng)化和機(jī)器人方向發(fā)展；電機(jī)控制從模擬控制向數(shù)字控制的遷移可實(shí)現(xiàn)更高的控制精度;可持續(xù)發(fā)展的分布式發(fā)電技術(shù)也在不斷推動(dòng)逆變器設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。
ADSP-CM40x系列是ADI公司針對(duì)精密控制應(yīng)用開發(fā)的新一代混合信號(hào)控制處理器家族中的第一位成員，它集成了精度(ENOB)超過13位的行業(yè)唯一一款嵌入式雙通道16位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，搭載了一枚24 0 M Hz支持浮點(diǎn)的ARM Cortex-M4處理器內(nèi)核。
ADI市場經(jīng)理張松剛介紹，之所以選擇Cortex-M4，主要是因?yàn)锳RM在功耗上有優(yōu)勢，越來越多的工程師非常熟悉這一架構(gòu)，開發(fā)周期相對(duì)會(huì)縮短。而240MHz的主頻并支持浮點(diǎn)運(yùn)算能力，則是考慮到了未來工業(yè)系統(tǒng)的需求，為很
多應(yīng)用的加入(比如網(wǎng)絡(luò)、多軸電機(jī)等)預(yù)留了空間。
一直以來，A D I在模擬尤其是模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及DSP方面有著深厚的積累，ADSP-CM40x充分發(fā)揮這些優(yōu)勢，高度集成了ADC、較大的RAM、諧波分析引擎、SINC濾波器、PWM控制以及眾多擴(kuò)展接口等功能，這些功能通過SIP技術(shù)封裝達(dá)到了完美的平衡，不但具有出色的模擬轉(zhuǎn)換性能和高達(dá)380ns的轉(zhuǎn)換速度，同時(shí)具備多種其他優(yōu)良特性。
作為AD I具有領(lǐng)先優(yōu)勢的技術(shù)，ADS P- CM4 0 x集成的16位ADC在2.6M采樣頻率下的精度可達(dá)到13位以上，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的性能提升非常關(guān)鍵；ADI特有的諧波分析引擎技術(shù)對(duì)于效率提升有重要意義，它主要針對(duì)未來的光伏逆變器，因?yàn)閷?duì)于電機(jī)控制而言，提升效率不僅需要從算法上保證，同時(shí)還要在電網(wǎng)側(cè)分析干擾情況，諧波分析可以很好地監(jiān)測并抑制干擾；集成了SINC濾波器，使其可以直接與用于采樣電阻式電流檢測系統(tǒng)架構(gòu)中的隔離式Σ-Δ型調(diào)制器(AD7400A/AD7401A)連接，還可節(jié)省以FPGA實(shí)現(xiàn)同一功能所需要的成本和工程資源；ADSPCM40x保留了3個(gè)PWM控制單元，每個(gè)PWM單元支持4對(duì)輸出通道，從而可支持雙軸、三軸控制。
目前ADI提供的系統(tǒng)評(píng)估板包括面向電機(jī)控制應(yīng)用的16個(gè)ADC輸入通道的CM408F開發(fā)平臺(tái)和面向光伏逆變器的24個(gè)ADC輸入通道的CM403F開發(fā)套件兩種。其中在面向電機(jī)控制的CM408F演示系統(tǒng)高壓功率板上，ADI還提供了PFC的選項(xiàng)，利用電源管理中的功率因數(shù)校正來實(shí)現(xiàn)更高能效。ADI預(yù)測這一功能在未來的電機(jī)控制中將是必選項(xiàng)。
通過優(yōu)化的代碼生成、器件驅(qū)動(dòng)器和編譯器套件，ADSP-CM40x系列使工程師可以借助MATLAB和Simulink軟件，直接將他們的設(shè)計(jì)插入基于模型設(shè)計(jì)的環(huán)境之中。這種結(jié)構(gòu)定義了一個(gè)完整的、基于模型的開發(fā)平臺(tái)，使工程師可以集中精力，以更快的速度開發(fā)出能效比更高的系統(tǒng)。
張松剛補(bǔ)充道，推動(dòng)電機(jī)控制和太陽能逆變器創(chuàng)新的因素和發(fā)展趨勢包括：高性能和高可靠性的電機(jī)控制系統(tǒng)及光伏逆變器需求正在增大；政府對(duì)高效率系統(tǒng)的需求迫使電機(jī)技術(shù)向永磁電機(jī)遷移；不斷增長的人工成本也推動(dòng)工廠向自動(dòng)化和機(jī)器人方向發(fā)展；電機(jī)控制從模擬控制向數(shù)字控制的遷移可實(shí)現(xiàn)更高的控制精度;可持續(xù)發(fā)展的分布式發(fā)電技術(shù)也在不斷推動(dòng)逆變器設(shè)計(jì)的創(chuàng)新。
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