Unico 為工業(yè)自動化領(lǐng)域處于新技術(shù)前沿的企業(yè)構(gòu)建變速驅(qū)動器和控制系統(tǒng)。變速驅(qū)動器（ VSD ），也稱為變頻驅(qū)動器（ VFD ），是一種用于控制電機(jī)速度和扭矩的電子設(shè)備。其主要功能是調(diào)節(jié)從主電源到電機(jī)的電能流動。該公司開發(fā)的產(chǎn)品涵蓋多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括電動汽車（ EV ）組件（電池、逆變器、電機(jī)）測試臺、石油和天然氣行業(yè)系統(tǒng)以及金屬成型控制應(yīng)用。這些解決方案均可定制以滿足各種應(yīng)用需求。

Unico 的主要業(yè)務(wù)聚焦于：為電動汽車推進(jìn)系統(tǒng)測試提供驅(qū)動與控制系統(tǒng)、利用 AI 實現(xiàn)油井石油產(chǎn)量最大化、通過嵌入驅(qū)動器的控制應(yīng)用優(yōu)化金屬成型，以及為廣泛的應(yīng)用提供高精度控制系統(tǒng)。Unico 首席工程師 Edgar Duarte 表示：“如果有可以通過電機(jī)控制來優(yōu)化的應(yīng)用，我們就能應(yīng)對它?！?/p>

項目挑戰(zhàn)

Duarte 說道：“傳統(tǒng)上，我們主要從事交流電機(jī)的工作，但隨著車輛的電氣化發(fā)展，我們已開始涉足電池組測試與仿真領(lǐng)域。我們提供電池組測試產(chǎn)品，以及電池性能仿真產(chǎn)品。最近，我們正轉(zhuǎn)向低電壓、大電流應(yīng)用的電池單元測試與仿真?！?/p>

在汽車領(lǐng)域，Duarte 表示 Unico 的產(chǎn)品（如電驅(qū)動橋測功機(jī)驅(qū)動器）支持傳動系統(tǒng)測試。汽車制造商會提出期望的電池性能，而 Unico 的系統(tǒng)為其逆變器提供直流母線，并測試其交流電機(jī)，在設(shè)計階段測量整個電氣傳動系統(tǒng)的功率輸出以實現(xiàn)最佳性能。

Duarte 表示：“我們采用基于模型的設(shè)計，并使用 Matlab Simulink 以及 AMD 的 Model Composer 工具。我們還運用 MATLAB 的 HDL 編碼器。我們從 SIMULINK 模型轉(zhuǎn)換為 HDL 代碼，并將其部署到 AMD FPGA 中，由 FPGA 負(fù)責(zé)電力電子設(shè)備的數(shù)據(jù)采集和控制?！?/p>

Duarte 指出：“我們與客戶合作，將所有期望的特性納入仿真環(huán)境中，以便盡快重現(xiàn)并評估其可行性”。

“在終端產(chǎn)線測試應(yīng)用中，Unico 的驅(qū)動系統(tǒng)可確保每一塊下線電池組的一致性，并且符合嚴(yán)格的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)”。

Duarte 提到：“幾年前，我們主要專注于大功率電池組測試領(lǐng)域，但我們意識到我們在電池單元測試的低端市場存在空缺。我們看到很多客戶需要對低電壓進(jìn)行測試，而我們當(dāng)時無法為他們提供解決方案。因此，我們收購了 Present Power Systems（ PPS ），他們帶來的一套技術(shù)，幫助我們覆蓋了所有缺失的市場需求。這次收購使我們得以進(jìn)入電池單元級測試領(lǐng)域?！?/p>

解決方案

對于其電池測試與驗證產(chǎn)品而言，需要能夠處理大量數(shù)據(jù)且具備增強(qiáng)安全性的設(shè)備。成本優(yōu)化型 AMD Spartan UltraScale+ FPGA 系列能夠通過提供低成本、高能效以及現(xiàn)代安全功能，幫助設(shè)計人員迅速克服這些挑戰(zhàn)。

該 FPGA 具備先進(jìn)的 I/O 能力、低功耗和先進(jìn)的安全功能，適用于廣泛的應(yīng)用場景（見下圖 1 ）。此外，F(xiàn)PGA 使用壽命可延長至 15 年或更久，并支持現(xiàn)場升級，以實現(xiàn)更長的設(shè)計壽命。

Duarte 表示：“半導(dǎo)體芯片是我們系統(tǒng)的核心。我們采用基于模型的設(shè)計，并使用 Matlab Simulink 以及 AMD 的 Model Composer 工具。同時，還運用 MATLAB 的 HDL 編碼器。我們從 SIMULINK 模型轉(zhuǎn)換為 HDL 代碼，然后將其部署到 FPGA 中。FPGA 負(fù)責(zé)電力電子設(shè)備的數(shù)據(jù)采集與控制?！?/p>

圖 1：AMD Spartan UltraScale+ FPGA 方框圖

設(shè)計成效

Duarte 補充道：“對 PPS 的收購包含一個基于既有 FPGA 架構(gòu)的控制平臺。當(dāng)我們開始遇到工具和維護(hù)方面的問題后，我們決定采用更統(tǒng)一的流程，并將設(shè)計遷移至 AMD。這正是 AMD Spartan UltraScale+ 發(fā)揮作用的地方?！盌uarte 繼續(xù)補充道：“我們想要轉(zhuǎn)向 AMD 的主要原因之一是技術(shù)支持。僅從知識庫的角度來看，當(dāng)您進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)搜索時，可以找到數(shù)百個針對 AMD 器件的解決方案?！?/strong>