打造全方位BLDC產品矩陣，中微半導如何為電機提供高效設計支持
電子發燒友網報道（文/李寧遠）智能家電、高速風筒、空氣炸鍋、掃地機器人、電動工具、新能源汽車應用等諸多領域內，BLDC電機正在逐步替代傳統電機。不同的應用領域，多樣的終端需求正在推動BLDC電機芯片市場迅速發展。
作為國內深耕電機芯片的上市公司，中微半導對2024年BLDC市場有哪些見解，相關主控又會如何發展？電子發燒友網邀請到中微半導電機控制事業部總經理肖英，對BLDC產業未來的增長點以及中微半導BLDC相關芯片的進展進行了探討。
深耕BLDC電機芯片，打造全方位產品矩陣
種類繁多的電機，BLDC電機依靠其獨特的優勢得以成為市場主流，展現出強大的市場競爭力。肖總將BLDC電機總結為五方面，高效率和能量利用率、低噪音和低振動、維護成本低、高速度范圍和精確控制以及環保和可持續性。
當前不同終端市場需求的發展趨勢，不僅限于電機開關或簡單變檔的控制，還需要電機能夠實現高效率、低噪音、多功能的復雜控制任務，與BLDC電機的優勢非常契合，可以說BLDC電機正處于加速替代時期。
智能家電類應用，如落地扇、高速風筒、空氣炸鍋、掃地機器人等，是現在備受年輕家庭青睞的產品，這些產品市場不斷擴大，直流化程度也已經很高。電動工具類電剪刀、電鉆、電錘等應用也進行無刷化變革。新興行業如醫療、新能源、汽車應用等，更是有很多BLDC電機用武之地。
肖總表示，“中微半導在BLDC電機應用開發已形成了深厚的技術積累，整體方案已覆蓋如風機泵類、電動工具、家庭及個人護理、騎行類、汽車應用等領域，同時在單相風機、智能辦公、變頻家電、工業風機等市場，持續推陳出新，正在以全方位的產品矩陣，提供高效開發與支持”。
在電機芯片集成化、高效化已成趨勢的當下，終端市場肯定是傾向于芯片級的電機解決方案。高集成、高效率且能完成復雜控制任務的電機控制芯片，能幫助減少外圍器件，縮小PCB尺寸，獲得成本優勢。
但終端客戶的需求不止如此，肖總說到現在的客戶不僅希望芯片廠商提供高集成、高效率且能完成復雜控制任務的電機控制芯片，“同時也會期望我們基于MCU平臺，強化先進算法、功率驅動及電源芯片、模擬處理芯片等配套優勢，降低系統復雜性協助快速開發”。
在落地扇、電動工具、水泵、吸塵器及新興汽車應用等市場，集成化需求還在持續增長，電子發燒友網也了解到，中微半導產品和方案搭配相適配的電機控制算法已協助眾多行業客戶實現電機控制的成本下降及可靠性提升，以全方位的產品矩陣為BLDC電機提供高效地開發與支持。
以需求為導向，電機芯片如何優化？
眾所周知，BLDC電機對芯片的訴求，遠不止限于集成性的提高，電機芯片應該如何優化迭代呢？
在中微半導的視角中，目前需求側伴隨物聯網等新興技術的出現，小型化、智能化、無線化對電機MCU提出了更高的要求，芯片的設計除了電機驅動控制的相應區域外，還要集成更多的器件并實現更低的功耗，以滿足體積小、輕量化、智能化、穩定可靠的開發需求。
肖總介紹了中微半導高性價比CMS32M65芯片系列，該系列專為簡化系統和降低系統成本而設計，集高性能與高集成于一身，適合對尺寸和成本敏感的智能家居、綠色騎行、白色家電、電動工具及工業電機控制等緊湊級輕量型電機應用。該系列是目前直流無刷電機領域最具性價比的產品之一。
在采訪中我們也了解到CMS32M65系列、CMS32M67系列芯片在低功耗控制方面做了很大的改善，一是采用低功耗的工藝，來降低內核、模擬等部分的功耗；二是加入低功耗模式，通過集成LDO控制芯片供電的方式把休眠狀態下的功耗做到低至15uA；CMS32M 6534E以及CMS32M 6734E系列則是通過集成LDO控制芯片供電的方式可以做到零損耗；三是設計與功率器件更匹配的預驅，通過穩定性和可靠性保護來降低功耗。需求端的訴求是電機芯片需要持續優化的方向。
算法也是電機控制的核心環節，據了解中微半導目前整體的驅動架構還是典型的采樣+濾波+位置估算+控制+調制的基本結構。現階段電機項目需求對濾波要求不高，重點集中在觀測器、控制以及調制上。同時肖總也表示后續可預見電源項目對濾波算法的要求會逐漸增強，尤其高精度、高動態的控制場景。
目前常用的各種算法和方法，中微半導都進行過預研及基本工程驗證，包括對控制精度等要求更高的場合如工業伺服也完成了初版的工程樣機，設計符合市場需求的電機產品是明確的目標。
圍繞客戶需求的同時，在技術上適當超前的布局也是很有必要的。肖總表示，中微半導會在硬件設計發揮MCU與SoC領先開發優勢，在軟件支持上也發揮芯片集成與算法整合的優勢，持續創新攻克工程和技術難題。
寫在最后
作為國內深耕電機芯片的上市公司，中微半導在BLDC電機應用開發已形成了深厚的技術積累，整體方案已覆蓋各類市場。對于2024年的布局，中微半導表示，今年我們會進一步在騎行市場發力，繼續深耕風機、水泵、工具、個人護理和吸塵器細分市場，同時積極布局工業散熱風機和電源領域市場。
電源和電機聽起來似乎是兩個不同領域，在采訪中對于電源市場肖總特意強調，“我本人具備電源多年研發經驗，從技術角度看，電源和電機是緊密相連的兩個領域。隨著國家環保監督措施越來越嚴格，市場對高效電機需求提升，客戶對效率的要求自然提高。在諸多應用場景中我們同時也看到，電源的輸入端是交流電，經過整流后給電機控制系統供電，基于對效率的要求越來越高，客戶整流側往往需要做單位功率因數校正以及諧波控制等工作，這對芯片的電源標準也提出了嚴苛要求”。在電源領域持續研發也將會助力電機向更高效進一步突破。
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