- 電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)正面臨著較之以往更大的挑戰(zhàn)。
- 更加復(fù)雜的傳感算法、最新的能源效率挑戰(zhàn)和新一代高級傳感器的應(yīng)用。
- 隨著高效電力設(shè)計(jì)所要求的技能的拓寬，掌握專業(yè)知識的能力變得至關(guān)重要。
- 工程師們需要更加專業(yè)的知識才能使元器件應(yīng)用最優(yōu)化
其中一些挑戰(zhàn)由已有的技術(shù)驅(qū)動：由于元器件變得越來越復(fù)雜，工程師們需要更加專業(yè)的知識才能使元器件應(yīng)用最優(yōu)化。但是，更大的壓力來自于各種應(yīng)用的不同需求，尤其是能源效率或“綠色”設(shè)計(jì)的需要。
一個典型的案例就是家用電器，比如洗衣機(jī)，用戶要求高效率并便于操作，這促使制造商采用新型電機(jī)控制技術(shù)，由此帶來的是新型元器件的開發(fā)和應(yīng)用需求。這一巨大的變革意味著電力工程師們必須不斷更新自身的專業(yè)知識。
以傳感器為例，過去的單一功能的傳感器件將會被具備板載信號處理和控制算法的傳感器所取代。萊姆電子工業(yè)行業(yè)副總裁Hans Dieter Huber表示：“有兩個驅(qū)動力來推動目前的傳感器的最新進(jìn)展，一個是對舒適度的需求，即需要更好更精細(xì)的調(diào)節(jié)，比如在空調(diào)設(shè)備中，變頻控制可以更準(zhǔn)確地控制溫度以及大幅度地降低噪音。
另一個是節(jié)約能源的需求，該要求意味著越來越多的過去曾經(jīng)采用機(jī)械控制的應(yīng)用場合將改變成全電子控制，由此提供更高的可靠性、改進(jìn)的調(diào)節(jié)功能以及更高的能源效率，例如現(xiàn)在僅有15%的電機(jī)具有變頻控制，而這種全電子控制能夠節(jié)約所消耗總能量的50%，實(shí)現(xiàn)可觀的能源節(jié)約。”
技術(shù)的進(jìn)步促使工程師不斷提升自己的設(shè)計(jì)能力，反過來說，客戶需求也促進(jìn)了技術(shù)的進(jìn)步。Hans Dieter Huber表示，LEM正與各個市場的電力設(shè)計(jì)師們保持著密切的伙伴關(guān)系，其中包括工業(yè)、公共運(yùn)輸、能源和自動化以及汽車市場，對于幾乎所有的這些領(lǐng)域的設(shè)計(jì)師們而言，下一代電機(jī)控制最顯著的趨勢是小型化、高效率和高性能。Hans Dieter Huber 說：“我們的客戶要求提供最佳解決方案，以便對其應(yīng)用中的電流進(jìn)行精確測量。
他們還期待能為最終應(yīng)用帶來附加值的電流測量解決方案，從而使其能夠在市場競爭中標(biāo)新立異。這就要求最小的傳感器提供最佳的精度性能以及能夠方便地集成并與現(xiàn)有的其他電子元器件（如微控制器）進(jìn)行通信。” LEM還通過與客戶密切協(xié)作進(jìn)行產(chǎn)品改善，這將使電力應(yīng)用場合的電流和電壓傳感的現(xiàn)有性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)更大的突破。這些突破將構(gòu)成各種依據(jù)，設(shè)計(jì)師們根據(jù)這些依據(jù)可以使其產(chǎn)品具有更高的效率和功能特性。
LEM在8年前就開始將ASIC集成進(jìn)傳感器中，這一舉動使得相關(guān)IP得到了開發(fā)，從而打造了現(xiàn)在的Minisens系列，一款能讓上述諸如節(jié)能家用電器等應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)的傳感器產(chǎn)品。集成的電路實(shí)現(xiàn)了小尺寸，并在實(shí)現(xiàn)競爭力價(jià)格的同時也實(shí)現(xiàn)了高精度，這些高精確的傳感器幫助設(shè)計(jì)師們再接再厲不斷向小型化進(jìn)軍。
Hans Dieter Huber表示：“我們已經(jīng)開發(fā)了一款成熟的電流傳感器，該傳感器將磁選機(jī)（magnetic concentrator）集成進(jìn)入一個SO-8封裝里。這個非常小的元件叫做Minisens，對于之前不能測量或采用分流（shunt）來進(jìn)行測量的應(yīng)用場合，該元件可以為直流電流和隔離電流測量提供標(biāo)準(zhǔn)的解決方案。
該ASIC完全是由我們公司自主設(shè)計(jì)，特別適用于電流測量，并改善了電氣性能，例如可以補(bǔ)償熱漂移產(chǎn)生的誤差。我們還能提供一些新的改善，這些改善不屬于通常電流測量方法的一部分，比如短路檢測或待機(jī)模式的更快輸出，此外我們在集成程度和尺寸縮減方面也取得了很大的進(jìn)步。由于這些器件是封裝在一個標(biāo)準(zhǔn)芯片組內(nèi)，因此可以方便地在PCB表面貼裝工藝中采用這個芯片。”
隨著高效電力設(shè)計(jì)所要求的技能的拓寬，掌握專業(yè)知識的能力變得至關(guān)重要。通過與全世界的客戶開展密切的協(xié)作伙伴關(guān)系，LEM堅(jiān)信正是分享電流和電壓測量方面的經(jīng)驗(yàn)使其贏得超過37年之久的市場領(lǐng)導(dǎo)地位。LEM針對每個市場和每一種應(yīng)用的特殊要求進(jìn)行細(xì)化理解，并具備快速開發(fā)集現(xiàn)場驗(yàn)證質(zhì)量和新穎設(shè)計(jì)特點(diǎn)于一體的新產(chǎn)品的能力。這樣一來，LEM可以為電力設(shè)計(jì)師們提供完全適合各種應(yīng)用場合的標(biāo)準(zhǔn)和定制產(chǎn)品。
值得一提的是，目前所有的企業(yè)所面臨的另外一個重要挑戰(zhàn)是當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢。當(dāng)整個市場可能需要幾年時間才能徹底恢復(fù)的時候，可再生能源極有可能比其他行業(yè)反彈得更快。各個政府投入巨資可使反彈速度加快，同時使電力設(shè)計(jì)前景看好。“綠色”產(chǎn)品很有可能成為政府支持的主要受益對象，而通過采用尖端電力設(shè)計(jì)來削減能源消耗或者從可再生能源產(chǎn)生電力等技術(shù)在許多國家還需要政府投資。
更加高級的電流和電壓測量裝置的整合、智能電機(jī)控制對數(shù)字化設(shè)計(jì)需求的不斷增加以及可再生能源的巨大潛能為電力設(shè)計(jì)師們呈現(xiàn)了一個具有吸引力并更具備挑戰(zhàn)性的未來。
