Nell'attuale mercato in espansione dell'elettronica, la richiesta di applicazioni di azionamento alimentate a batteria cresce sempre di più. Per rispondere a tale richiesta, i principali produttori di componenti stanno compiendo grandi progressi nelle tecnologie applicative alimentate a batteria ottenendo miglioramenti nelle prestazioni, nell'efficienza e nelle dimensioni dei motori e dei prodotti in più segmenti di mercato.
L'odierno mercato delle applicazioni alimentate a batteria è guidato da tre segmenti di prodotto principali: robotica di consumo a bassa potenza, prodotti domestici e professionali a bassa potenza e veicoli elettrici leggeri ad alta potenza (LEV).
Larobotica di consumo include giocattoli radiocomandati, aspirapolveri robot e droni destinati al grande pubblico. Questo è il segmento in più rapida crescita dell'intero mercato della robotica. La crescita maggiore è rappresentata dai robot di servizio e dai multicopter, con le vendite triplicate dal 2015 al 2016. Le applicazioni per telecamere, il controllo di volo autonomo e le sofisticate apparecchiature di bordo dei multicopter stanno superando i limiti in termini di prestazioni, efficienza e controllo.
Tra i prodotti domestici e professionali sono inclusi strumenti elettrici, multicopter commerciali (droidi), elettrodomestici cordless e attrezzature mediche. Gli strumenti elettrici cordless rappresentano il settore in più rapida crescita nel mercato degli strumenti elettrici, alimentati dalla nuova tecnologia con motore DC senza spazzole (BLDC). La praticità e la sicurezza degli strumenti elettrici cordless leggeri e a bassa tensione garantiscono vantaggi sia agli utenti professionali che a quelli privati. A seconda della topologia, gli strumenti elettrici cordless richiedono soluzioni ottimizzate in termini di spazio e di costi.
I veicoli elettrici leggeri sono applicazioni ad alta potenza che includono scooter elettrici, biciclette elettriche, skateboard elettrici, moto elettriche, carrelli elevatori, auto a bassa velocità e altri veicoli alimentati a batteria. Le preoccupazioni e le normative ambientali stanno creando la necessità di ridurre l'inquinamento all'interno delle grandi aree urbane, mentre la crescita di alternative di e-mobility ha dimostrato l'esigenza di motori elettrici più efficienti e con prestazioni migliori. I requisiti chiave delle applicazioni per i LEV (Light Electric Vehicle) includono l'aumento del range d'esercizio e della durata della batteria e la riduzione dei tempi di ricarica.
Forze e tendenze del settore
Le forze e le tendenze che stanno alla base del mercato odierno dei prodotti alimentati a batteria includono nuove tecnologie di batterie, controllo senza sensore, ottimizzazione della potenza in base alla dimensione, aumento della tensione di alimentazione, aumento della potenza con dimensioni e ingombro ridotti e l'uso crescente di motori DC senza spazzole (BLDC).
L'ascesa dei motori DC senza spazzole
Un numero sempre maggiore di applicazioni si basa sui motori DC senza spazzole, dalle apparecchiature mediche, agli elettrodomestici, sino ai controlli delle costruzioni e ai dispositivi di automazione industriale. Per queste applicazioni, la scelta di un motore BLDC presenta numerosi vantaggi, tra cui maggiore efficienza, dimensioni ridotte del motore, peso più leggero, maggiore durata, nessuna manutenzione, nessuna scintilla e maggiore potenza con un ingombro ridotto. L'utilizzo di un motore BLDC consente inoltre un processo di sviluppo rapido che accelera i tempi di introduzione sul mercato.
Prodotti Infineon per soluzioni alimentate a batteria a bassa tensione
I prodotti Infineon per unità a motore alimentate a batteria a bassa potenza si basano su una tecnologia leader del settore e sull'esperienza nella produzione, nonché su standard di qualità più elevati. Un'ampia gamma di semiconduttori di potenza innovativi di Infineon consentono di sviluppare soluzioni altamente affidabili ed efficienti per tutti i tipi di applicazioni di azionamento alimentate a batteria.
I prodotti includono MOSFET ad alta e a bassa tensione, prodotti a piccolo segnale, IC driver gate da 100 V/200 V EiceDRIVER™ Compact, sensori magnetici e regolatori di tensione, microcontroller XMC™, IC del controllo del movimento iMOTION™ IRMCK099, IC di autenticazione ORIGA™, nonché una gamma completa di kit di applicazioni per il controllo del motore a bassa tensione che riducono i tempi e i costi del ciclo di sviluppo del cliente.
Primo piano sulla famiglia di MOSFET di potenza di Infineon
I MOSFET di potenza a bassa tensione OptiMOS™ e StrongIRFET™ di Infineon sono MOFSET da 20 V fino a 300 V che soddisfano un'ampia gamma di requisiti, dalle basse ad alte frequenze di commutazione.
La rivoluzionaria famiglia di MOSFET di potenza ad alta tensione CoolMOS™ stabilisce nuovi standard nel campo dell'efficienza energetica. I prodotti CoolMOS offrono una significativa riduzione delle perdite di conduzione, commutazione e azionamento e consentono densità ed efficienza ad alta potenza per sistemi di conversione di potenza superiori. La generazione all'avanguardia di MOSFET di potenza ad alta tensione rende gli alimentatori CA-CC più efficienti, più compatti, più leggeri e più fantastici che mai.
Primo piano sugli IC di controllo del movimento di Infineon iMOTION
Famiglia di prodotti altamente integrati per il controllo di un motore a velocità variabile, i circuiti integrati iMotion integrano sia l'hardware che il software necessari per eseguire il controllo senza sensore di un motore sincrono a magneti permanenti (PMSM). Essi forniscono il sistema di motore a più alta efficienza energetica con il minor costo di sistema.
I circuiti integrati iMotion dispongono del motore di controllo MCE brevettato da Infineon che elimina il coding del software dal processo di sviluppo dell'algoritmo per controllare il motore. L'implementazione della variazione di velocità è ridotta per configurare la MCE per il motore corrispondente. Assistiti da potenti strumenti come MCEwizard e MCEDesigner, gli sviluppatori possono avere il motore in pieno funzionamento in meno di un'ora.
Prodotti Infineon per veicoli elettrici leggeri (alta potenza)
I prodotti Infineon per veicoli elettrici leggeri (LEV) offrono dispositivi ad elevata efficienza per la gestione della batteria e la regolazione della tensione. Con l'innovazione all'avanguardia e l'eccezionale affidabilità, Infineon offre una gamma completa di semiconduttori di potenza per LEV, inclusi i driver per gate compatti EiceDRIVER, i microcontroller XMC, i diodi di potenza al silicone rapido 1 e rapido 2, i sensori magnetici e la famiglia di MOSFET di potenza di Infineon sopra menzionati.
Vantaggi dei prodotti e delle soluzioni Infineon alimentate a batteria
Infineon offre soluzioni complete per applicazioni di azionamento a batteria da un portafoglio completo di prodotti. La produzione di alta qualità dell'azienda offre un'elevata affidabilità e una lunga durata del prodotto, mentre soluzioni ottimizzate in termini di costo consentono di ridurre i costi della BOM a causa del basso RDS(on).
Per le applicazioni alimentate a batteria, il risparmio della batteria è fondamentale. L'ampia gamma di dispositivi Infineon per la gestione della potenza e la regolazione della tensione offre la massima efficienza energetica con la massima precisione.
I fattori di forma di Infineon riducono al minimo i requisiti di spazio, supportano il design compatto e offrono la massima densità di potenza e il minimo RDS(on). Infineon consente inoltre di arrivare al mercato più velocemente con schede di valutazione e demo per la prototipazione rapida e le simulazioni, documentazione e supporto del sistema che riducono i tempi e i costi di sviluppo.