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為了提高電機控制性能,將功率逆變器和高性能位置、電流檢測環路用于功率反饋級是必須的,否則電機性能和效率很難提高。位置和速度編碼器反饋正是工業設備提升性能的關鍵一環。編碼器——提供準確的反饋信息眾所周知,將變頻電壓作用域使用脈沖寬度調制的電機,可以實現對電機的開環速度控制,在逆變器處于穩態或緩慢變化的動態條件下,工況也是比較平穩的。很多相對要求不高的應用會使用這種開環的速度控制,不需要編碼器,設計相對簡單,成本也更低。但是開環控制需要嚴格的瞬態響應來讓電機同步,而且開環控制的缺點也很明顯,因為不存在內部的反饋,對速度的控制精度很有限,而且此后操作者對受控對象的變化便不能做進一步的控制,無法優化電流控制來提高電機效率。如果僅僅是低性能的控制,那么開環比卻可以勝任為了提高設備效率,閉環反饋被引入進來。在閉環反饋控制中,存在由輸入到輸出的信號前向通路,也包含從輸出端到輸入端的信號反饋通路,兩者組成一個閉合的回路。自動控制建立在閉環反饋之上。那如何提供這個閉環反饋信號,答案是編碼器?,F在應用在高精度位置編碼信號鏈的編碼器解決方案非常多。光學傳感器、旋變器、線性可變差動變壓器(LVDT)和磁傳感器(AMR、GMR、TMR、霍爾)等都有相應的應用。這些器件的應用,為驅動器提供了位置信號,驅動器基于這些反饋信號保證電機優良的速度、轉矩輸出性能。從低到高分辨率的編碼器選擇一般來說,最高分辨率的編碼器使用光學技術的編碼器,而中高分辨率的編碼器使用磁或光學傳感器(磁越來越多)。中低分辨率編碼器使用旋變器(旋轉變壓器)或霍爾傳感器。現在磁性編碼器的應用很常見,但是要說需要最高分辨率的應用,光電式對比電磁式無疑擁有更高分辨率而且結構更緊湊。光電編碼器的精度和分辨率和碼道的直接相關,增加碼道分辨率和精度就越高。不過碼道的增加和光電檢測、通孔加工等一系列高精核心技術相關,難度很高。在中高分辨率的應用中,隨著磁編碼器技術的發展,磁編碼的應用已經成為主流。磁編碼在以往很多利用光學編碼器的應用里展現出了更耐用的特性,很多廠商有專用的感應芯片和解碼芯片,為編碼器提供ASIC級整體解決方案。不論是AMR、GMR還是TMR都已經能提供極精準且快速響應的位置傳感,最普通的霍爾也是性價比很高的選擇。在中低分辨率應用里,旋轉變壓器是很常見的選擇,雖然其分辨率上限沒有那么高,但是在很多環境相對嚴苛的工業應用里,它倍受青睞。因為旋轉變壓器在極端環境條件(如高溫以及沖擊和振動)下非??煽?,獨有的優勢也讓其應用非常穩定。
編碼器——提供準確的反饋信息
從低到高分辨率的編碼器選擇
解密電動剃須刀的內部結構電動剃須刀的內部結構一直是消費者關注的話題,而其中最重要的就是芯片和電子元器件。這些元器件不僅能夠保證剃須刀的正常運轉,更能提高其性能和使用壽命。一、電機芯片電動剃須刀的核心是電機,而電機的性能和精度直接影響著剃須刀的使用效果。因此,電機芯片的質量和精度尤為重要。目前市面上常用的電機芯片主要有三種:霍爾電機、直流電機和交流電機。其中,霍爾電機最為常見,可以通過電磁感應產生轉矩,且具有高精度和低噪音等優點。二、電池管理芯片電動剃須刀的電池管理芯片主要負責對電池進行充電和放電的控制和管理。同時,它還能監測電池的電量和溫度等參數,以確保電池的安全和穩定性。當前市場上,常見的電池管理芯片有TI、ST、AMS等廠商生產的芯片。三、充電管理芯片電動剃須刀的充電管理芯片是為了確保剃須刀的充電效率、充電速度和充電安全而設計的。該芯片可以根據電池的電量、電流和電壓等參數,自動調整充電電流和充電電壓。當前市場上,常見的充電管理芯片有MAXIM、TI等廠商生產的芯片。四、傳感器傳感器是電動剃須刀中不可或缺的組成部分,它能夠感知剃須刀的使用狀態和環境變化,從而調整刀片的工作狀態和轉速等參數。目前市面上常見的傳感器有加速度傳感器、陀螺儀、光電傳感器等。其中,加速度傳感器和陀螺儀主要用于感知剃須刀的傾斜和旋轉等狀態,而光電傳感器則用于檢測剃須刀刀片的運動狀態。結尾:電動剃須刀的內部結構和元器件種類繁多,但都是為了提升剃須刀的性能和使用壽命而設計的。希望本文能為大家了解電動剃須刀的內部結構提供一些參考。
近日,著名咨詢公司麥肯錫發表了一份SiC市場的分析報告,其中電動汽車市場以及SiC市場的最新預測數據值得我們關注。電動汽車以及SiC市場預測麥肯錫從2018年到2022年之間的數據預測,到2030年電動汽車在全球輕型汽車市場中的份額將增長3.8倍,從大約1700萬輛增加至6400萬輛,市場份額從2022年的19%增長至2030年的67%。預計到2024年或2025年,多個國家的電動汽車總擁有成本將會與內燃機汽車持平,這樣的預期也推動了電動汽車市場的增長。SiC在電動汽車中主要被應用于逆變器、DC-DC、OBC等核心部件上。相比以往的硅功率器件,SiC功率器件能夠提供更高的開關頻率、熱阻和擊穿電壓,從而有效提高電動汽車的工作效率并降低系統總成本。因此,隨著電動汽車市場的增長,SiC也將迎來高增長階段。麥肯錫報告顯示,SiC器件市場在2022年的價值約為20億美元,預計到2023年將達到110億美元至140億美元,年均復合增長率預計達到26%。麥肯錫預計,市場上70%的SiC需求將來自電動汽車,并認為中國是電動汽車需求最高的國家,將占到電動汽車SiC總需求的40%左右。由于對耐壓以及效率的需求,目前800V平臺的電動汽車上SiC器件的使用比例較高。報告分析稱,到2030年,純電動汽車(BEV)預計會占新能源汽車產量的75%,而混合動力(HEV)和插電混動(PHEV)汽車將占其余的25%。另外,到2030年,800V平臺的滲透率將超過50%。SiC行業趨勢:走向IDM,8英寸晶圓滲透率提高目前SiC市場高度集中,SiC襯底和器件市場上的前兩家公司就壟斷了大約60%到65%的SiC市場份額。其中,SiC市場的主要玩家采用IDM模式。根據麥肯錫的分析,SiC襯底和器件制造中采用IDM模式,能夠將產量提高5%至10%,利潤提高10%至15%。其中的原因包括更低的損耗率,同時還有在制造過程中的每個步驟中消除邊際堆疊。通過更好地控制設計,并與晶圓和器件制造之間的閉環反饋實現更快的產量提升,可以實現更高的良率。從戰略上看,IDM廠商能夠為汽車OEM提供更穩定的供應,這在供應鏈中具備很大的優勢。包括意法半導體收購Norstel、安森美收購GT Advanced Technologies (GTAT)和羅姆收購SiCrystal,都展示出SiC廠商布局IDM的趨勢。在SiC晶圓方面,麥肯錫預計從6英寸晶圓向8英寸晶圓的轉變將在2024年或2025年左右開始,到2030年8英寸SiC晶圓的市場滲透率將達到50%。一旦制造商成功克服了技術挑戰,8英寸晶圓將為他們帶來豐厚的利潤收益,同時減少邊緣損耗,提高生產效率,并能夠充分利用硅制造中的折舊資產。根據我們對垂直整合程度的不同估計,這種轉變所帶來的利潤增長幅度大約在5%至10%之間。美國領先的制造商預計將于2024年和2025年開始批量生產8英寸晶圓,隨后這種生產將迅速增長。主要推動因素包括應對需求和價格壓力(特別是來自中等規模電動汽車制造商),以及通過轉向8英寸碳化硅晶圓制造實現的成本節約。分析結果顯示,由于產量較低,與6英寸晶片相比,目前8英寸晶片襯底的單位價格仍相對較高。然而,隨著工藝產量的提升和新晶片技術的引入,領先制造商在未來十年內有望縮小這一差距。例如,麥肯錫發現相較于傳統的多線鋸晶片切割技術,激光切割技術有望將一個單晶毛坯生產的晶片數量提升一倍以上。此外,先進的晶片技術如氫分裂等也有望進一步提高產能。中國本土供應商未出現行業領先者目前在中國SiC市場上,80%的襯底/晶圓以及95%以上的器件來自海外供應商,不過由于考慮到地緣政治以及供應穩定,中國汽車OEM正在加速尋求本土供應商。鑒于可見的產能擴張和器件技術性能,預計到2030年,中國汽車OEM廠商將廣泛轉向本地供應商采購,從目前的約15%提高到約60%。在整個碳化硅價值鏈中,從設備供應到晶圓和器件制造,再到系統集成,中國企業的崛起將推動中國向本地采購的轉變。中國的設備供應商已經覆蓋了所有主要的碳化硅制造步驟,并已宣布投資提升產能至2027年。不過,麥肯錫也認為,在中國的SiC行業中尚未出現明確的供應領導者。
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