實時控制為什么重要

盡管實時控制并不是一項新技術(shù) – TI在大約二十年前就推出了專用控制器，推動了數(shù)字信號處理領(lǐng)域的創(chuàng)新 – 近年來，由于這些元件在智能自動化系統(tǒng)中的廣泛使用，全球 MCU市場出現(xiàn)了顯著增長。實時控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，收集數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和更新系統(tǒng)的時間窗口極短。這種控制對于電源轉(zhuǎn)換和高級電機控制應用非常重要，例如工廠中機器人的移動。

對于能夠轉(zhuǎn)動電機和轉(zhuǎn)換電源的產(chǎn)品，設(shè)計工程師們面臨著越來越多提高效率、精度和產(chǎn)品尺寸的要求。實現(xiàn)實時控制最大化和最優(yōu)化，需要在系統(tǒng)中使用特別的嵌入式器件，這種器件可以顯著縮短延遲、實現(xiàn)低功耗和成本效益。如果工程師嘗試使用非實時控制器件而非針對控制應用專門設(shè)計的單一微控制器，就可能會在無意間延長設(shè)計時間。

如果我們對城市中的某些能源敏感領(lǐng)域應用實時控制技術(shù)（例如增加EV和利用太陽能），就可以看到它們對能源存儲和管理的產(chǎn)生深遠影響的潛力。

1、拓展EV的里程和性能

EV中幾乎每個子系統(tǒng)都依賴于某種形式的實時控制。大量激動人心的創(chuàng)新使得汽車變得更加高效，并提升了駕駛樂趣，同時還可應對里程焦慮、充電時間和阻礙EV普及的其他障礙。

全新的電源技術(shù)（例如氮化鎵(GaN)）有可通過提高功率密度和效率、增加行駛里程并改善可靠性來應對上述挑戰(zhàn)的潛力。但要釋放GaN的潛力，就需要使用實時控制器，它能夠?qū)⒏唛_關(guān)頻率與可配置控制相結(jié)合，從而更大程度減少功率損耗和噪聲。微控制器可幫助GaN實現(xiàn)超高的功效和功率密度。

實時控制的進一步發(fā)展可提升處理能力并增強感應和驅(qū)動性能，這樣可實現(xiàn)更高的精度和效率，并通過提高系統(tǒng)集成度使汽車更加經(jīng)濟實惠。

2、升級和增強EV充電基礎(chǔ)設(shè)施

EV的發(fā)展勢頭強勁 – 汽車制造商們投資并大規(guī)模生產(chǎn)使用更清潔的能源的汽車 – 城市可能需要加大投資高性能充電基礎(chǔ)設(shè)施，以滿足更多電動汽車的充電需求。

這些充電站所用的技術(shù)必須具有成本效益，還必須縮短充電時間。要提供快速充電體驗并盡量減少功率損耗，實時控制至關(guān)重要，它同時還能減少對電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的限制，因為EV充電系統(tǒng)可將電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)變?yōu)镋V電池充電所用的直流電。高充電效率還有助于駕駛員快速為電池充電，并更快地上路行駛。

3、通過太陽能解決方案對能源存儲方式進行革新

上海進行的實驗只是城市將可再生能源轉(zhuǎn)變?yōu)殪`活的電源資源的一種嘗試。

光伏逆變器系統(tǒng)領(lǐng)域正在進行一場革命，利用電池的存儲容量，使得在沒有陽光的情況下也能提供能源。這些系統(tǒng)結(jié)合了實時控制的幾個關(guān)鍵支柱：從太陽能板向電網(wǎng)傳輸，從電網(wǎng)向儲能電池傳輸，以及從電池回傳到電網(wǎng)。這里有三個節(jié)點需要進行電源轉(zhuǎn)換，其中可能會產(chǎn)生電源損耗，因此在設(shè)計時需仔細斟酌。 實時控制可提供最大化輸出所需的精度，同時更大程度減少雙向電源轉(zhuǎn)換的功率損耗，從而實現(xiàn)系統(tǒng)中直流電和交流電的雙向高效流動。

可再生能源需要受到實時控制?，F(xiàn)在，減少碳排放的要求在全球范圍內(nèi)日益緊迫，而實時控制是使系統(tǒng)能效更高、讓環(huán)境更加美好的核心關(guān)鍵。

審核編輯：湯梓紅