为一项技术收购一家公司,MPS的一体化电机为“智能”而生
高性能电源半导体供应商MPS从1997成立以来,只进行过一次收购,被收购的这家名为Sensima的公司规模不是很大,但拥有世界上最优秀的磁性编码器技术,这种技术是MPS最新推出的一体化电机驱动模块中,不可或缺的关键技术。
MPS核心的研发团队和总部位于圣何塞,全球共有1500名员工,在中国成都设有一个研发中心,杭州有一个应用中心。2017年MPS的全球收益达到4.7亿美元,2018年达到5亿美元。产品涵盖各个领域,超过2000种,每年会推出接近上百种的新品。
MPS模拟产品线总监瞿松在媒体沟通会上向集微网记者展示了MPS智能一体化电机驱动模块MMP7xxxxx,并介绍了其性能和优点,以及MPS的先进工艺和“e-Motion”概念。
电机作为强大自动运转技术的核心,在周遭的各种电动产品中都有它的身影。其中,一体化电机更具有体积小、能量密度大、响应快、速度高、惯量小、转动平衡、力矩稳定和更易智能化等多个优点。
MMP7xxxxx板上不仅集成了带位置传感器的无刷直流电机控制器、三相桥功率级,还集成了MCU和电源管理芯片。一体化的设计,再加上人性化的软件,这样完整的一套就是瞿松所提到的“e-Motion”概念。
独特的半导体工艺与封装技术
与世界上很多知名的半导体公司一样,MPS采用的也是Fabless模式,但是所有的半导体的制程全是自己研发的。
瞿松指出,MPS的产品在技术方面具有两大优势,一个是半导体工艺制程,另一个是封装。MPS的CEO Michael Hsing就是一个世界顶尖的半导体工艺大师,MPS做的是模拟和数字模拟结合的混合信号产品,这种产品使用的制程与纯数字制程使用的CMOS工艺不同,使用的是Michael Hsing 独创的BCD(Bipolar, CMOS,DMOS)工艺,目前已经做到了第五代。
BCD工艺的关键是DMOS,判断BCD是否先进需要参考一个指标RDSA,这个指标与导通电阻和面积有关。瞿松表示,MPS的BCD工艺从第一代开始,就在RDSA方面领先全球,这意味着在同样的面积上,MPS的导通电阻比别人的低。
封装方面,通常的封装工艺都是采用打线的方式,但是打线封装会有一定的导通电阻,还会引起寄生电感,从而导致产生噪声和影响开关速度。所以MPS采用的是封装工艺是“Mesh Connect™”,倒装封装的形式。通过晶圆球焊接可以减少成本,并完全消除导通电阻,不会有寄生电感影响开关速度,而且可靠性更高、散热性能更好。
并购只为获得磁编技术
除了以上两点优势,MPS在马达驱动方面还有一个优势,即磁性编码器。MPS在六年前收购的Sensima公司就拥有这方面最顶尖的技术。要知道,在一个伺服系统里面,除了电机本身和功率级之外,还需要编码器来做位置和速度的检测。市面上大多使用的是光编,虽然光编具有很高的精度,但缺点也非常明显。一方面光编的体积大,另一方面是价格比较贵,而且如果在有风沙的应用场景,可能会落在光栅上挡住光线。相比之下,磁编的体积小、价格便宜,也不会受到灰尘的影响。
瞿松表示,磁编的这些优点还不足以完全取代光编,但是对于绝大部分的应用来说,特别是中低端应用,如果不需要非常高的定位精度,磁编是个更好的选择。
MPS的磁编技术大部分是基于霍尔效应的,但是采用了独有的 Spinaxis® 专利技术,这种技术可以想象成放置了一整圈的霍尔器件。传统的磁编技术实际上只有4个霍尔器件,产生一个正弦信号和一个余弦信号,然后进行一种模数变换,再计算出角度值,这样会有许多延时,并降低系统的带宽,响应速度会变慢。而Spinaxis®技术应用了独自开关的模式,直接把中间的计算时间省略了。未来MPS的磁编技术可能会取代高端的光编应用。
MPS的一体化电机和一体化电机模块十分便捷,只需要连上电源线和一个通信接口就可以运转了。但如果要调整或设置参数的话,就要用到MPS的智能电机软件GUI,连接到电脑以后完全是图像化的操作,在不同的框图里面做不同的设定,参数设定后可以进行仿真测试,还能实时在线显示出转速及位置,提高了工作效率。
MPS的一体化电机在进入市场后有哪些优势呢?瞿松接受集微网记者采访时表示,第一是模块化,如果将一体化电机做成模块化,那么每个驱动轴都是一个单独的模块,只要通过电源总线连接电机即可,这样更有利于安装,可以更快速搭建系统。第二是体积小、效率高、功率密度大。
另外,还有一个优势是噪声小。MPS的一体化电机已经将功率级、控制和电机驱动集成在了一起,而且达到了完美地匹配,所以噪音优势非常明显。(校对/Jimmy)
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