[行業(yè)動態(tài)]國產BLDC控制IC持續(xù)突破
近年來，BLDC電機正在逐步替代傳統(tǒng)電機，市場容量在穩(wěn)步提升。根據市場調研組織Grand View Research的統(tǒng)計數據，2022年全球BLDC電機市場的規(guī)模為188.254億美元，預計到2030年將會達到308.6億美元，其間年復合增長率約為6.5%。
當前，BLDC由于其高能效、低功耗、高扭矩、低噪音、長壽命、響應快等優(yōu)勢，在各行業(yè)的應用已經非常廣泛，包括風機、家電、電動工具、兩輪電動車、泵類、壓縮機、農機具、汽車、工業(yè)自動化、機器人等。
BLDC控制是MCU廠商的重要方向
在BLDC電機應用中，驅動是非常關鍵的，因而BLDC需求的穩(wěn)步增長也帶動了驅動芯片的增長。統(tǒng)計數據顯示，2022年中國電機驅動芯片產量為3.26億顆，仍然存在巨大的需求缺口，其中無刷電機驅動芯片為46.95%。
這里的驅動主要定義為驅動IC，如果是整個驅動系統(tǒng)，需要由三部分組成，分別是電源、弱電部分和強電部分。其中，弱電部分主要包括MCU和外圍電路。因而，BLDC控制是MCU廠商的重要方向。現在，BLDC主流的驅動方式有三種：其一是MCU +門驅+MOS/IGBT，其二是SOC+MOS/IGBT，其三是MCU+IPM。三種方案基本是各有側重，但是能夠看出MCU在BLDC驅動方面的需求是巨大的。當然，有些應用也會采用DSP或者FPGA作為控制IC，但隨著MCU廠商入局者越來越多，加上MCU方案集成度和性價比越來越高，這兩種方式逐漸被替代。
在驅動系統(tǒng)中，MCU作為控制IC主要負責控制BLDC電機的轉速、方向和扭矩，支持模擬或數字信號輸入，同時順利獲得監(jiān)測電機的運行狀態(tài)，如位置、速度、電流和溫度等。有些時候，MCU還監(jiān)控溫度、電流和電壓等關鍵參數，以優(yōu)化電機性能并防止?jié)撛诘墓收?。在實際運轉過程中，MCU接收到輸入信號之后，將決定PWM脈沖的占空比如何變化，以取得所需的速度和扭矩。
當前，電機驅動系統(tǒng)的開展主要受到能效升級的影響。高效節(jié)能電機的能效比傳統(tǒng)電機高，在同樣輸入能量的情況下，能夠取得更多的輸出能量，這是BLDC/PMSM電機的主要優(yōu)勢。據估算，如果將現行低效電機全部更換成高效電機，相當于每年可節(jié)約用電2,700億度，減排二氧化碳2.7億噸，約等于2.7個三峽年發(fā)電量。高效電機讓BLDC有了更大的開展機會，也給作為驅動控制IC的MCU提出了更高的要求。
國產BLDC控制IC持續(xù)突破
現在，國產MCU廠商在BLDC電機驅動方面已經具備很強的競爭力，且基本有自己的特色產品，打破了傳統(tǒng)國際MCU廠商Microchip、TI、ST、英飛凌、NXP等，以及國際驅動IC廠商TI、羅姆、ALLEGRO、東芝、英飛凌、ST等對這一領域的壟斷。當然，就像 ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 列舉的廠商重疊度很高一樣，現在在BLDC驅動系統(tǒng)中，控制IC和驅動IC融合已經成為大趨勢，國內廠商在這方面也取得了一些成果。另外，國產BLDC驅動IC也在致力于將一些其他的關鍵板載資源融入IC中，以提升工程師的開發(fā)效率。
在國內，現在兆易創(chuàng)新、中穎電子、中微半導、國民技術、東軟載波、芯?？萍?、士蘭微、靈動微電子、小華半導體、芯旺微、旋智、沁恒微、愛普特、華芯微特、澎湃微、雅特力、領芯微、航順、泰芯、琪埔維、極?？萍嫉葒aMCU廠商都有產品用于BLDC控制和驅動，另外也有像峰岹科技這樣專注電機驅動IC的企業(yè)?，F在，國產BLDC控制芯片的融合創(chuàng)新做得也很好。
以峰岹科技三相ASIC系列為例，其中FT8132S等產品型號是集成預驅動的，這些IC支持3P3N Pre-driver輸出，死區(qū)時間可選擇，支持有感FOC(Hall-IC/Hall-Sensor)和有感 SVPWM(Hall-IC/Hall-Sensor)。另外，這些IC給予模擬電壓、PWM、I2C、CLOCK調速，并集成過流、欠壓、過壓、堵轉、缺相、Hall異常等多種保護模式，讓工程師感受到高集成度、電機噪聲低、轉矩脈動小等優(yōu)勢。
第二個例子是靈動微的MM32SPIN023C，這也是一款高集成度的電機驅動MCU，采用Cortex-M0內核，集成了電機控制所需的專用模擬外設，包括12位高精度ADC、2路模擬比較器COMP、2路運算放大器OPAMP、功率MOSFETs三相驅動電路，另配備有MC-TIM、硬件除法器HW-Div、DMA控制器等專用資源，以及32KB Flash、4KB SRAM、14個GPIO、LDO等基礎資源，順利獲得這樣高度集成的產品設計，讓工程師能夠快速構建起自己的電機應用。
第三個例子是領芯微的電機專用MCU，LCP037A*31系列是領芯微32位內核的面向電機控制等應用領域的高性能處理器，同時集成了三個獨立PMOS、三個獨立NMOS柵極驅動輸出和輸出為5.0V，30mA LDO集成芯片；LCP039BC32GU8是領芯微32位內核的面向電機控制等應用領域的高性能處理器，同時集成了6個獨立的N型MOSFET柵極驅動模塊。在領芯微的電機專用MCU里，主要給予NN和NP兩大預驅動模塊，為工程師的方案設計賦能。
還有一個具有代表性的例子是元能芯，該公司其中有一個系列是“All-in-One”，也就是將MCU、Gate Driver、MOSFET與LDO順利獲得先進封裝技術集成在一個芯片上，完美解決體積、貼片、散熱等痛點?，F在，在“All-in-One”系列下，元能芯給予MYi0002V0405、MYi0002V0403和MYi0002V0402三個型號，主打智能功率系統(tǒng)，解決智能電機系統(tǒng)在升級過程中可能遇到的問題。
因此， ■十大网投正规信誉官网■十大网投靠谱平台 能夠看到，在BLDC等電機驅動領域，國產控制IC在逐漸豐富產品陣容的同時，也在逐步提升產品的集成度，不僅是集成必要的接口，也在根據應用方向和需求來集成電源、保護功能和驅動，走向更高質量的開展階段。
結語
隨著BLDC電機市場的增長，對BLDC電機控制器的需求也將大幅增加。由于終端逐漸向著高集成度、智能化和高能效開展，在控制芯片里加入驅動、電源和保護，成為打造高性價比方案的主流做法，國產電機控制IC廠商在這方面也逐漸有所收獲。
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