MotorXpert™ v3.0推动无刷直流电机驱动设计创新

随着全球能源消耗的不断增加，电机作为主要的能源消耗设备之一，其能效提升成为全球关注的焦点。据统计，全球50%-60%的能源消耗来自电机，尤其是在家电和工业领域。

为了应对这一挑战，无刷直流电机（BLDC）因其高效、低噪音和长寿命的特点，逐渐成为现代电机设计的首选。Power Integrations（PI）作为全球领先的电源管理解决方案提供商，近日发布了其最新版的MotorXpert™ v3.0软件，进一步推动了无刷直流电机驱动设计的创新。

PI资深技术培训经理Jason Yan表示，MotorXpert™ v3.0是PI公司专为无刷直流电机驱动设计推出的一套软件工具，旨在简化电机驱动的配置、控制和调试过程。该软件与PI的BridgeSwitch™电机驱动器IC搭配使用，支持无分流检测电路或无传感器的磁场定向控制（FOC）技术，适用于单相和三相无刷直流逆变器的设计。

简化无刷直流电机驱动设计

Jason Yan介绍说，MotorXpert™ v3.0的主要特性与优势体现在一些如下几个方面：

一是无分流检测与无传感器FOC技术。MotorXpert™ v3.0引入了无分流检测电路和无传感器FOC技术，使得电机驱动设计无需依赖外部传感器或复杂的电流检测电路。这不仅降低了系统成本，还简化了硬件设计，特别适用于空间受限的应用场景。

二是高级调制方式与无条件启动。新版本增加了两相调制方式，特别适用于高温环境下的应用，如热水循环泵。两相调制可将逆变器开关损耗降低33%，从而提升系统效率。此外，MotorXpert™ v3.0支持在任何负载条件下的无条件启动，确保电机在各种工况下都能可靠运行。

三是改进的用户界面与调试工具。MotorXpert™ v3.0的主机端应用程序提供了图形用户界面（GUI），集成了数字示波器可视化工具，方便工程师进行参数配置和调试。波形可视化工具的改进使得开发人员能够更直观地观察电机运行状态，从而加快调试进程。

四是支持多种MCU与代码移植。该软件包可与任何微控制器（MCU）搭配使用，并提供完善的代码移植指南，支持跨平台开发。无论是ST、Panasonic等大厂的MCU，还是国内低成本MCU，MotorXpert™ v3.0都能轻松适配，显著降低了开发难度。

与BridgeSwitch™ 电机驱动器相得益彰

为了简化工程师的设计工作，去年PI推出了BridgeSwitch-2高压集成半桥电机驱动器IC系列，并发布了配套的MotorXpert软件套件。BridgeSwitch™ IC集成了低RDSON的FREDFET开关、控制器和驱动器。BridgeSwitch™ IC适用于30W至1马力（746W）的应用，广泛应用于空调风扇、冰箱压缩机、流体泵、洗衣机、烘干机等家电和工业设备。它采用高效散热封装，无需额外的散热片，利用PCB板进行散热，减少了元件数量，特别适合空间受限的应用场景。

新发布的MotorXpert™ v3.0软件为硬件工程师搭建了一座桥梁，即使不熟悉软件，也能轻松进行电机调试，充分发挥BridgeSwitch-2的性能，提升开发效率。MotorXpert™ v3.0与PI的BridgeSwitch™电机驱动器IC紧密结合。

Jason Yan说，MotorXpert -3设计软件经优化后具有更直观的逻辑图形界面，有助于使用BridgeSwitch-2开发单相或三相电机驱动逆变器，不仅可优化性能，简化设计，还可降低电机工程师的研发工作量，缩短产品入市时间。

如何完成每个工作阶段的电机调试

MotorXpert™ v3.0通过直观的界面设计和强大的调试工具，帮助工程师快速完成电机驱动的配置和调试。以下是其调试流程的主要步骤：

在电机配置时，工程师可以根据具体电机型号调整参数，如阻抗、绕组电阻、定子绕组的感量等。而对于一些家电厂商而言，通常会固定使用某家供应商的电机。其相应参数可直接录入工具软件的图形用户界面，以方便产生适配的控制软件代码。MotorXpert™ v3.0支持针对不同电机型号进行定制化配置，确保电机在启动和运行过程中达到最佳性能。软件还提供详细的调试工具，帮助工程师快速完成电机系统的优化，降低开发难度。

在电机调试中最具挑战性的就是启动调试阶段，MotorXpert™ v3.0支持开环控制和闭环控制两种模式。开环控制用于克服电机启动时的惯性，闭环控制则通过实时反馈动态调整，确保电机稳定运行。

在闭环调试阶段，主要针对转速和电流控制。工程师可以通过传感器获取转子位置、速度等信息，切换到闭环控制，对比例、积分等参数进行调整，设定最大电流限值，确保电机在目标转速下稳定运行。

利用MotorXpert™ v3.0内置虚拟示波器（Motion Scope）功能，还可在电脑中实时捕捉电机工作波形，记录过温、过压、过流等保护事件，帮助工程师分析特定瞬间的状态变化。该功能支持观察状态切换、动态及稳态响应。工程师可调整相电流信息显示的大小和相对位置，并可导出至详细的.csv文件，便于后续分析电机运行状态。

兼顾不同用户需求的设计

MotorXpert™ v3.0的设计充分考虑了不同技术水平的用户需求。对于初学者或经验较少的工程师，软件提供了简化模式，只需调整少量关键参数即可让电机安全可靠运行。

对于专业用户，软件提供了专家模式，允许深入调整更多参数，实现精细化的性能优化。用户可根据需求定制电机运行状态，并通过工具实时监测运行效果。这种双模式设计既降低了初学者的使用门槛，又满足了专家用户的高精度需求，确保不同技术背景的用户都能高效完成电机调试任务。

PI的工具在调试期间可识别常见故障并提供解决方案支持，帮助用户快速解决问题。在启机阶段，工具会高亮显示关键的启机控制参数，方便用户调整。如果遇到一些问题，软件会给出具体建议，指导初学者逐步完成调试。进入闭环阶段后，控制栏会高亮显示相关控制参数，帮助用户优化电机运行状态。

此外，软件还提供了故障诊断和解决方案的支持，帮助用户快速解决问题。无论是启机阶段的参数调整，还是闭环阶段的性能优化，MotorXpert™ v3.0都能提供详细的指导，显著降低调试难度。

总结

Power Integrations新发布的MotorXpert™ v3.0软件是一套专门用于对采用该公司BridgeSwitch™电机驱动器IC的无刷直流逆变器进行配置、控制和检测的软件包。它结合BridgeSwitch™电机驱动器IC，为无刷直流电机驱动设计提供了强大的工具支持。其无分流检测、无传感器FOC技术、高级调制方式和无条件启动功能，显著提升了电机驱动的效率和可靠性。同时，直观的用户界面和强大的调试工具，使得无论是初学者还是专业工程师，都能快速完成电机驱动的配置和优化。

随着全球对节能和高效电机的需求不断增加，MotorXpert™ v3.0的发布无疑将为家电和工业领域的电机驱动设计带来新的突破，助力全球能源消耗的降低和可持续发展目标的实现。