在現(xiàn)代社會，電機產(chǎn)品應(yīng)用廣泛，消耗的電能占全球總用電量的50%-60%，是名副其實的終端耗能大戶。如果我們能夠把電機驅(qū)動系統(tǒng)的效率再提高一點，將極大減少全球能源消耗，降低氣候變化帶來的惡劣影響。

第一代MotorXpert是一套Power Integrations（以下簡稱PI）專門用于對采用該公司BridgeSwitch系列高壓集成半橋（IHB）電機驅(qū)動器IC的無刷直流逆變器進行配置、控制和檢測的軟件包。PI不僅在硬件層面提供創(chuàng)新的解決方案，而且通過MotorXpert軟件套件的配合，實現(xiàn)軟硬件的深度整合，極大地提升電機控制系統(tǒng)的性能和可靠性。在隨后的2024年，PI推出功率更大的BridgeSwitch-2進一步拓寬針對無刷直流電機（BLDC）驅(qū)動器的應(yīng)用范圍。而為了充分發(fā)揮BridgeSwitch-2系列產(chǎn)品的性能，PI升級MotorXpert設(shè)計軟件至MotorXpert 3.0，進一步簡化無刷電機驅(qū)動設(shè)計，助力不擅長硬件或軟件的工程師更加方便地進行電機調(diào)試。

詳解MotorXpert 3.0的驚艷功能

最新版本MotorXpert 3.0包括三個主要部分：一是內(nèi)嵌于本地MCU或DSP上的復(fù)雜數(shù)學(xué)算法可以利用BridgeSwitch IC的信息構(gòu)建生成精確的反饋信號，進而實現(xiàn)對開關(guān)模式的實時控制。二是主機端應(yīng)用程序可對逆變器的操作進行編譯，并以明確的格式顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)，供工程分析使用。三是簡單易用的控制界面允許開發(fā)工程師進行各種試驗，以快速完成最終產(chǎn)品定型。

此外，MotorXpert 3.0擁有直觀的邏輯圖形界面，類似windows窗口，直觀的界面意味著更短的軟件熟悉時間，更快的研發(fā)速度。

在這個軟件當(dāng)中集成了一個運行的示波儀，它的功能跟示波器類似，可以幫助我們觀察電機中的各種運行參數(shù)，實時觀測性能表現(xiàn)，抓取顯示實時的工作波形。最驚喜的是，它還可以抓一些具體的事件，比如系統(tǒng)出現(xiàn)了過溫保護或者過壓保護或者過流保護，那么它會連續(xù)地記錄下來具體的事件，所以你可以看到在某個瞬間發(fā)生了什么事情，包括狀態(tài)的切換，動態(tài)穩(wěn)態(tài)的響應(yīng)等。

它還可以控制電機中不同的工作階段，即使你不是一個專業(yè)的電機設(shè)計工程師，也可以通過缺省模式來調(diào)整好參數(shù)，讓設(shè)備運行起來，這也是PI為什么要開發(fā)MotorXpert 3.0的主要原因。PI資深培訓(xùn)經(jīng)理閻金光表示，電機在操作期間比較難做的是啟機，工程師在啟動之前需要做一些具體的配置，PI可以協(xié)助工程師完成每個工作階段的調(diào)試，包括電機的配置，啟動的調(diào)試和閉環(huán)的調(diào)試。PI還可以記錄工程師在調(diào)試期間遇到的故障，并且提供一些建議。在啟機階段，它會高亮顯示一些啟機的控制參數(shù)。在閉環(huán)階段，在控制欄會高亮顯示某些控制參數(shù)。如果你有問題，它可能會給你一些建議。PI希望教會初學(xué)者怎么來具體調(diào)試一個電機。

MotorXpert 3.0適合于不同技術(shù)專長的用戶。對于初學(xué)者，或者是經(jīng)驗不是特別豐富的工程師，你可以使用缺省模式（我們可以理解為普通模式），只需要調(diào)整四項參數(shù)，就能讓你的電機轉(zhuǎn)起來。對于專家，你可以使用專家模式，它完全允許你進行詳細的工作參數(shù)的優(yōu)化。

PI資深培訓(xùn)經(jīng)理閻金光解釋說：“PI產(chǎn)品有一個突出的優(yōu)勢就是易于使用。PI希望開發(fā)一些簡單易用的工具來方便那些經(jīng)驗不是特別豐富的工程師來開發(fā)自己的產(chǎn)品。比如你是家電生產(chǎn)廠商，一般來說，你都是買成套的電機控制設(shè)備，買電機制造商已經(jīng)調(diào)試好的總體方案來使用，但如果你想降成本或是想定制自己的產(chǎn)品，那么你就要既懂硬件，又要懂軟件，還懂系統(tǒng)集成。針對這類痛點，PI開發(fā)的MotorXpert 3.0支持兩個模式，一個是缺省模式，一個是專家模式。缺省模式方便于初學(xué)者，就是如果你不太懂電機，你可以只設(shè)置四五項參數(shù)，其他的參數(shù)則由PI幫你預(yù)置，電機也可以運轉(zhuǎn)的可靠安全。而專家模式適合于有精細的定制化性能要求的家電生產(chǎn)廠商或是電機制造商，該軟件同樣可以提供一整套的空白參數(shù)方便你進行調(diào)整。”

值得一提的是，通過MotorXpert 3.0開發(fā)出來的一套軟件代碼，可以在不同品類、不同成本的MCU之間來進行拷貝、設(shè)定，而不僅限于某個MCU。而且PI在軟件中會提供在線操作指導(dǎo)，如果你把光標(biāo)移到某個地方，它會出現(xiàn)提示小窗口，告訴你這個是干什么用的，非常方便工程師進行在線操作。閻金光表示，PI之所以做這套軟件放到電腦里，目的是要產(chǎn)生一套MCU可以使用的代碼。在批量生產(chǎn)中，一般發(fā)貨的是MCU加上逆變器，再加上電機來作為它的終端產(chǎn)品，所以MotorXpert 3.0是一套方便工程師調(diào)試電機的軟件，最終會產(chǎn)生終端系統(tǒng)使用的電機控制軟件代碼。

新版本還具有V/F和I/F控制功能，可在任何負載條件下啟動電機。可選擇的兩相調(diào)制方式使開發(fā)人員能夠在逆變器溫度與扭矩紋波之間進行折中，這有利于熱水循環(huán)泵等這類高溫環(huán)境的應(yīng)用，同時可降低對散熱器和外殼的成本要求。軟件包內(nèi)還包含支持無傳感器設(shè)計的單相和三相代碼庫、參考設(shè)計和其他工具（如電源設(shè)計和分析工具），可大大縮短開發(fā)時間。

全面支持所有集成半橋（IHB）逆變器用IC產(chǎn)品

MotorXpert 3.0全面支持PI適用于無刷直流電機的所有產(chǎn)品，包括BridgeSwitch和BridgeSwitch-2。尤其是支持BridgeSwitch-2的一些關(guān)鍵特性，比如電流檢測、無感相電流檢測、故障報告、睡眠模式。

其中的睡眠模式是BridgeSwitch-2獨有的。在睡眠模式下，MotorXpert 3.0可以把整個三相電機的功耗降到10mW以下。閻金光解釋說：“如果電機經(jīng)常接在直流母線端，如果沒有睡眠模式的話，像市場上用的集成了六個開關(guān)的IPM模塊，它沒有那么智能化，所以它的驅(qū)動電路就會有一定的功耗，很難讓整體設(shè)備滿足300mW的待機功耗要求。而如果采用BridgeSwitch-2，有了睡眠模式之后，就可以把300mW的待機功耗額度做得更低，至少在其他地方不會有更多的設(shè)計挑戰(zhàn)。”

除此之外，MotorXpert 3.0還可以根據(jù)不同型號產(chǎn)品的特點自動選擇相應(yīng)器件。故障報告方式：EF/FAULT方式；電流反饋方式：IPH增益調(diào)整；節(jié)能特性：睡眠模式。

總結(jié)來說，BridgeSwitch -2及MotorXpert簡化了電機設(shè)計、提高了效率、降低了空載功耗。相比于上一代，MotorXpert 3.0更新的地方主要是PI針對BridgeSwitch-2的一些新的具體的特點，比如有 EF/FAULT引腳的這種不同故障響應(yīng)方式的產(chǎn)品型號，硬件保護，以及通過軟件來實現(xiàn)逆變器關(guān)斷的特性，低待機功耗的睡眠模式。而且上一代沒有缺省模式，或者說普通模式。上一代只有一種專家模式?，F(xiàn)在，它有兩個模式來適配不同的受眾，并且該軟件通過最終用戶許可協(xié)議是可以免費使用的。