為一項技術收購一家公司,MPS的一體化電機為“智能”而生

集微網消息,高性能電源半導體供應商MPS從1997成立以來,只進行過一次收購,被收購的這家名為Sensima的公司規模不是很大,但擁有世界上最優秀的磁性編碼器技術,這種技術是MPS最新推出的一體化電機驅動模塊中,不可或缺的關鍵技術。

為一項技術收購一家公司,MPS的一體化電機為“智能”而生


MPS核心的研發團隊和總部位於聖何塞,全球共有1500名員工,在中國成都設有一個研發中心,杭州有一個應用中心。2017年MPS的全球收益達到4.7億美元,2018年達到5億美元。產品涵蓋各個領域,超過2000種,每年會推出接近上百種的新品。

MPS模擬產品線總監瞿松在媒體溝通會上向集微網記者展示了MPS智能一體化電機驅動模塊MMP7xxxxx,並介紹了其性能和優點,以及MPS的先進工藝和“e-Motion”概念。

電機作為強大自動運轉技術的核心,在周遭的各種電動產品中都有它的身影。其中,一體化電機更具有體積小、能量密度大、響應快、速度高、慣量小、轉動平衡、力矩穩定和更易智能化等多個優點。

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MMP7xxxxx板上不僅集成了帶位置傳感器的無刷直流電機控制器、三相橋功率級,還集成了MCU和電源管理芯片。一體化的設計,再加上人性化的軟件,這樣完整的一套就是瞿松所提到的“e-Motion”概念。

獨特的半導體工藝與封裝技術

與世界上很多知名的半導體公司一樣,MPS採用的也是Fabless模式,但是所有的半導體的製程全是自己研發的。

瞿松指出,MPS的產品在技術方面具有兩大優勢,一個是半導體工藝製程,另一個是封裝。MPS的CEO Michael Hsing就是一個世界頂尖的半導體工藝大師,MPS做的是模擬和數字模擬結合的混合信號產品,這種產品使用的製程與純數字製程使用的CMOS工藝不同,使用的是Michael Hsing 獨創的BCD(Bipolar, CMOS,DMOS)工藝,目前已經做到了第五代。

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BCD工藝的關鍵是DMOS,判斷BCD是否先進需要參考一個指標RDSA,這個指標與導通電阻和麵積有關。瞿松表示,MPS的BCD工藝從第一代開始,就在RDSA方面領先全球,這意味著在同樣的面積上,MPS的導通電阻比別人的低。

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封裝方面,通常的封裝工藝都是採用打線的方式,但是打線封裝會有一定的導通電阻,還會引起寄生電感,從而導致產生噪聲和影響開關速度。所以MPS採用的是封裝工藝是“Mesh Connect™”,倒裝封裝的形式。通過晶圓球焊接可以減少成本,並完全消除導通電阻,不會有寄生電感影響開關速度,而且可靠性更高、散熱性能更好。

併購只為獲得磁編技術

除了以上兩點優勢,MPS在馬達驅動方面還有一個優勢,即磁性編碼器。MPS在六年前收購的Sensima公司就擁有這方面最頂尖的技術。要知道,在一個伺服系統裡面,除了電機本身和功率級之外,還需要編碼器來做位置和速度的檢測。市面上大多使用的是光編,雖然光編具有很高的精度,但缺點也非常明顯。一方面光編的體積大,另一方面是價格比較貴,而且如果在有風沙的應用場景,可能會落在光柵上擋住光線。相比之下,磁編的體積小、價格便宜,也不會受到灰塵的影響。

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瞿松表示,磁編的這些優點還不足以完全取代光編,但是對於絕大部分的應用來說,特別是中低端應用,如果不需要非常高的定位精度,磁編是個更好的選擇。

MPS的磁編技術大部分是基於霍爾效應的,但是採用了獨有的 Spinaxis® 專利技術,這種技術可以想象成放置了一整圈的霍爾器件。傳統的磁編技術實際上只有4個霍爾器件,產生一個正弦信號和一個餘弦信號,然後進行一種模數變換,再計算出角度值,這樣會有許多延時,並降低系統的帶寬,響應速度會變慢。而Spinaxis®技術應用了獨自開關的模式,直接把中間的計算時間省略了。未來MPS的磁編技術可能會取代高端的光編應用。

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MPS的一體化電機和一體化電機模塊十分便捷,只需要連上電源線和一個通信接口就可以運轉了。但如果要調整或設置參數的話,就要用到MPS的智能電機軟件GUI,連接到電腦以後完全是圖像化的操作,在不同的框圖裡面做不同的設定,參數設定後可以進行仿真測試,還能實時在線顯示出轉速及位置,提高了工作效率。

MPS的一體化電機在進入市場後有哪些優勢呢?瞿松接受集微網記者採訪時表示,第一是模塊化,如果將一體化電機做成模塊化,那麼每個驅動軸都是一個單獨的模塊,只要通過電源總線連接電機即可,這樣更有利於安裝,可以更快速搭建系統。第二是體積小、效率高、功率密度大

另外,還有一個優勢是噪聲小。MPS的一體化電機已經將功率級、控制和電機驅動集成在了一起,而且達到了完美地匹配,所以噪音優勢非常明顯。(校對/Jimmy)


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