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【走入千家萬戶的馬達應用，MCU 是首腦】

搭載無刷馬達、可自動收合的智慧嬰兒車，具便利性且推動更流暢順手，但前提是：需有精確的轉矩控制，且馬達得有極高的負重承載能力。一般嬰兒車會使用 1kW 或 3kW 的變頻器；若想準確控制轉矩和速度，浮點運算單元 (FPU) 則是執行快速 PI 控制器 (比例＋積分) 的最佳選擇。

可一舉驅動 LCD、LED、感測器及任何三相永磁馬達、執行向量控制演算法的微控制器 (MCU)，從靜止狀態開始發揮最高轉矩完全不需感測器輔助，5V 電源設計可縮短變頻器與馬達的安裝距離，盡可能降低雜訊干擾。高速處理亦是重點，利於快速傅立葉轉換的濾波操作；而使用浮點運算單元 (FPU) 能縮減程式碼，避免源於格式轉換所導致的量化誤差，確實執行複雜的數學運算。例如，需快速計算磁通估測器的無感測器演算法、整數運算及轉換 FPU 皆能輕易完成。

「向量控制」的無感測器演算法不僅快速，且可保留大量 CPU 資源供應用程式使用。另一個例子是用一個 MCU 同時驅動至少兩個高速馬達的美容磨甲機，向量控制可限制轉矩漣波並避免馬達受到撞擊，開發套件內建自動調試演算法，只要連接馬達便能在幾分鐘內驅動兩個馬達、高速運轉，省卻以往動輒 1～2 週的微調、測試參數時間。另可編程增益放大器 (PGA) 可動態增益、靈活管理高／低轉速的馬達，主動式功率因數修正 (FPC) 可確保快速執行。

整合運算放大器——內建可調整 PGA 和比較器，更合乎成本考量；即使要同時執行兩個高壓馬達，也只需單一印刷電路板 (PCB) 便能實現。管理低速馬達也適用，由 MCU 驅動三相變頻器和超小型無刷馬達的調節胃束帶裝置是其中一項應用；晶片本身搭戴多個安全模組，可做 CRC、RAM、時脈等一致性檢查，I/O 連接埠本身也會執行許多可信度檢查。內建獨立監督功能，擁有高度引腳保護，且隨附軟體是免授權金的開源軟體，已開放給認證機構，可加速產品驗證。

最後一個例子是高速運轉三相無刷馬達、要求超快反應時間的呼吸器。向量控制演算法可確保超低雜訊、保持穩定，給予安穩的睡眠品質；一旦使用者停止呼吸，軟體能管理高速加、減速斜率，迅速做出反應。必要時，可插上霍爾感測器和編碼器，搭配特定 MOSFET 最高可驅動 40V 的外部馬達，也可外接功率級的高電壓或高電流。此應用新增數位訊號處理器 (DSP) 指令，可執行多次快速傅立葉轉換，使用多個感測器也不會產生轉矩漣波。更多資訊：https://www.renesas.com/zh-tw/support/buy/distributors.html。

演示視頻：
《瑞薩 RX23T 微控制器變頻器解決方案》
http://www.compotechasia.com/a/CTOV/2017/0827/36503.html

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【車用 MCU 要件：多核心、低功耗、大儲存、高整合】

當人們對油電混合車／電動車 (HEV/EV) 行駛距離的期望值越來越高，車用微控制器 (MCU) 運算效能及功能整合勢必隨之升級，才能製造效率更高、體積更小的馬達變頻器；另須配備大容量快閃記憶體 (Flash) 與防護機制，以精確支援各國環境法規與標準，並允許空中傳輸 (OTA)，透過無線網路連線來診斷、更新或還原控制程式，簡化維護作業與成本。值得留意的是，「半導體製程」的世代更迭，居間角色十分吃重。高效穩固的多核心、低功耗且預防過熱、增加程式儲存容量、高度整合前沿及通訊功能，是今後自駕、環保智能車 MCU 的必要條件。

新世代環保汽車的引擎，需要強大運算效能來運作燃油系統，以及大容量的內嵌快閃記憶體來容納更龐大的韌體程式。結合「金屬氧化氮氧化矽」(MONOS) eFlash 與高介電層金屬閘技術而成的先進 28 nm eFlash (嵌入式快閃記憶體) MCU 製程，可較 40 nm 提升四倍以上的記憶體與效能。HEV/EV 的 ECU 尤其需要先進的功能和複雜的控制軟體，會增加 MCU 處理負載，但另一方面，又須限制 MCU 熱能、讓 MCU 內部電路維持在較低的工作頻率，以免高溫環境有損元件可靠性；專用於電機控制的「智能電機定時器系統」(IMTS) 電路技術，可改善能源效率。

此外，能辨識四周環境的 360∘環景檢視，可經由感測器融合 (Sensor Fusion) 處理從汽車攝影機與雷達所收集到的資訊，將成為所有汽車的基本配備；與此同時，「後視鏡將被攝影機取代，而駕駛監控將成為自動駕駛安全的必要功能」——以攝影機為基礎的電子後視鏡具備物體偵測能力、可改變檢視的視角，並提供影像縮放功能；另由於自動駕駛 Level 3 以上的汽車，在某些情況下仍需駕駛者介入操作，駕駛監控將建構更安全的駕駛環境，且有助於監控駕駛人的注意力。簡言之，新一代電子後視鏡、駕駛監控及環景系統等檢視應用，未來將成為標配。

延伸閱讀：
《環保與自駕驅動 瑞薩衝刺新世代能源車與 ADAS》
http://compotechasia.com/a/____/2017/0516/35379.html
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【中國IGBT市場與產業發展】

IGBT(絕緣閘雙極電晶體)核心優勢在於驅動功率小、飽和壓降低、開關頻率極高，是BJT(雙極型電晶體)和MOSFET(金屬氧化物場效應電晶體)的複合元件，用於變頻器、逆變器、開關電源、照明電路和電機等領域，包含消費電子和工業控制等應用。

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