节能技术支持中国电子工业的可持续发展

Alex Lidow

中国经济的快速发展世界瞩目，与此同时，可持续性发展日益成为业界人士关注的问题。在电子行业，节能是可持续发展的重要环节，一些半导体公司在这个领域投入了大量的研发力量。

作为其中的一员，国际整流器公司（IR）将电子节能领域作为公司的主导方向。在此，通过对该公司CEO Alex Lidow博士的采访，来分析中国电子制造商如何实现更完善的节能产品，以及现阶段国际节能技术发展趋势。

节能技术正在全球电子产业中扮演着重要角色。您认为影响当今电子制造商的主要驱动因素有哪些？

随着全球能耗需求的增加，各国政府正在不断推出新的法律法规以降低能耗。

这样，市场对诸如节能洗衣机、空调、荧光灯以及计算和通信设备等电器产品的需求在日益增加，这种趋势反过来进一步拉动了对高效功率管理方案的需要。

中国的电子产业，尤其是白色家电制造商，该如何满足这些要求？

为了符合节能法规的要求，中国电子制造商必须致力于开发新技术以提升能效。

与AC感应电机相比，采用可变速永磁同步电机（PMSM）技术可节约能源多达15%，它是一种更具能源效益的替代方案。

使用这些PMSM电机的问题在于，虽然它们的机械构造得以简化，但电子部分却更加复杂。然而，采用类似IR的iMOTION集成功率设计平台这样的先进电机控制方案，制造商只需增加少量的总体系统成本，就可快速实施变速电机控制并极大地增加电机的整体效率（AC电机的效率是94%-95%），进而增强了制造商为客户提供新特性和新性能的能力。

您认为设计节能电子系统的关键是什么？iMOTION平台如何帮助实现这一目标？

关键的要素之一是以接近不变的成本推出为用户带来更高性能和更好特性的高能效产品的电机控制方案。IR致力于为制造商提供这样的解决方案，帮助他们满足节能法规的要求。

IR的iMOTION提供用以实现高能效可变速电机控制的集成设计平台。iMOTION平台并不昂贵且开发起来很快捷、还易于大批量生产。每个iMOTION平台包括一个开发系统、若干混合信号模拟芯片组和功率级。通过提供整个开发的“封装套件”，IR使其用户可将全部精力投入到为客户提供最期望的特性和功能上。

IR的iMOTION平台及其相关产品的最新进展有哪些？

我们通过引入基于应用的新技术和产品（包括混合信号控制器）来不断丰富该平台。

例如，IR获奖的IRMCF341是iMOTION平台内为直驱洗衣机开发的无传感器IC。它整合了采用直流母线电流测量进行永磁同步电机无传感器速度控制所需的全部控制和模拟接口功能。IRMCF341的模拟功能包括差分放大器、双采样/保持电路, 以及一个12位A/D转换器用于检测直流母线分流器上的低电压信号。该数字控制IC的特色是具備IR专利电机控制引擎(MCE), 去除了在电机控制算法开发过程中的软件编码。同时集成在一起的一个60MIPS、8位8051微控制器支持应用层的软件开发，其工作几乎独立于MCE且不会爭夺系统资源，如中断或内部寄存器等。因为MCE可被当作一个非常类似带有一系列输入和输出寄存器的硬件外设，所以，这种编排和配置简化了应用软件调试。嵌入式模拟信号引擎（ASE）整合了PMSM电机单电流分流器、无传感器控制所需的全部信号调制和转换电路。

配套的IRAMS06UP60B和IRAMS10UP60B逆变器功率模块具有先进的高电压门极驱动IC，用于三相逆变器控制。这两种模块包括既用于电机电流测量又用于功率模块保护的直流母线分流器。内置的过热/过流保护、有短路能力的IGBT、集成的欠压锁闭功能、内置温度监测器等一系列措施提供了高水平的保护和失误防范功能。

除基于网络的软件工具外，iMOTION平台还包括IRMCS3041参考设计以定制应用需求。

中国的空调制造商正在从采用定速电机向可变速电机转变。IR是如何推动这种趋势的？

中国在全球家电生产中扮演着主要角色。IR一直与中国主要的开发和生产变频空调、电冰箱和洗衣机等产品的家电制造商进行合作。每个iMOTION平台都是为专有应用开发的，所以功率管理的任何部分都是为节电优化设计的。例如，IRMCF312数字控制 IC和IRAMS06UP60A/B及IRAMS10UP60A/B智能功率模块就是专为空调应用优化设计的。

未来影响节能产品的技术趋势有哪些？

在白色家电、计算、运输、家庭娱乐和照明等应用中采用先进的功率管理方案可将全球的能耗可降低高达30%。

在家用冰箱、办公室空调和工厂自动化等应用内使用的电机，占能耗的50%。采用现在可承付的高效变频控制技术和电机，可节省其中一半的能耗。

混合动力汽车也可采用类似技术。与仅能使用汽油的汽车相比，这些新一代混合动力汽车所用的燃料要少得多。燃料经济性的提升是通过加大内部燃烧引擎的扭矩实现的，而正是永磁可变速电机加大了该扭矩。随着电池、电机和运动控制技术的进步，混合动力汽车的能耗表现会更优异，且在成本上会与非混合动力汽车更接近。若我们进一步将汽油-电力转变为柴油-电力，可将能效再提升多30%。通过在运输行业将内部燃烧与电能结合起来，所有这些加在一起，我们可将全球能耗降低10%以上。

约20%的电能消耗在照明上。采用最新的功率管理技术，我们可以用与效率不高的白炽灯泡相近的成本实现荧光灯泡。荧光灯比白炽灯的能效高75%。LED照明是另一个技术趋势，它有望将我们带入一个更环保、更节能的世界。

在2007年及以后，IR在中国有哪些开发计划？

中国的经济前景非常光明，但污染及伴随经济发展带来的全球变暖问题为其投下了几缕阴影。IR的使命是节能，节省的能源既可用于加快经济发展又可用于减少温室气体。

我们在中国的直接支持是招募并培训设计师和应用工程师以帮助客户了解我们产品所能带来的能源效益。除与客户紧密合作共同应对他们面临的挑战外，我们还与独立设计机构及大学合作以继续开发领先的方案。

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