打造全方位BLDC产品矩阵，中微半导如何为电机提供高效设计支持

时间： 2024-05-21 来源：中微半导体官网

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电子发烧友网报道(文/李宁远)智能家电、高速风筒、空气炸锅、扫地机器人、电动工具、新能源汽车应用等诸多领域内，BLDC电机正在逐步替代传统电机。不同的应用领域，多样的终端需求正在推动BLDC电机芯片市场迅速发展。

作为国内深耕电机芯片的上市公司，中微半导对2024年BLDC市场有哪些见解，相关主控又会如何发展？电子发烧友网邀请到中微半导电机控制事业部总经理肖英，对BLDC产业未来的增长点以及中微半导BLDC相关芯片的进展进行了探讨。

深耕BLDC电机芯片，打造全方位产品矩阵

种类繁多的电机，BLDC电机依靠其独特的优势得以成为市场主流，展现出强大的市场竞争力。肖总将BLDC电机总结为五方面，高效率和能量利用率、低噪音和低振动、维护成本低、高速度范围和精确控制以及环保和可持续性。

当前不同终端市场需求的发展趋势，不仅限于电机开关或简单变档的控制，还需要电机能够实现高效率、低噪音、多功能的复杂控制任务，与BLDC电机的优势非常契合，可以说BLDC电机正处于加速替代时期。

智能家电类应用，如落地扇、高速风筒、空气炸锅、扫地机器人等，是现在备受年轻家庭青睐的产品，这些产品市场不断扩大，直流化程度也已经很高。电动工具类电剪刀、电钻、电锤等应用也进行无刷化变革。新兴行业如医疗、新能源、汽车应用等，更是有很多BLDC电机用武之地。

肖总表示，“中微半导在BLDC电机应用开发已形成了深厚的技术积累，整体方案已覆盖如风机泵类、电动工具、家庭及个人护理、骑行类、汽车应用等领域，同时在单相风机、智能办公、变频家电、工业风机等市场，持续推陈出新，正在以全方位的产品矩阵，提供高效开发与支持”。

在电机芯片集成化、高效化已成趋势的当下，终端市场肯定是倾向于芯片级的电机解决方案。高集成、高效率且能完成复杂控制任务的电机控制芯片，能帮助减少外围器件，缩小PCB尺寸，获得成本优势。

但终端客户的需求不止如此，肖总说到现在的客户不仅希望芯片厂商提供高集成、高效率且能完成复杂控制任务的电机控制芯片，“同时也会期望我们基于MCU平台，强化先进算法、功率驱动及电源芯片、模拟处理芯片等配套优势，降低系统复杂性协助快速开发”。

在落地扇、电动工具、水泵、吸尘器及新兴汽车应用等市场，集成化需求还在持续增长，电子发烧友网也了解到，中微半导产品和方案搭配相适配的电机控制算法已协助众多行业客户实现电机控制的成本下降及可靠性提升，以全方位的产品矩阵为BLDC电机提供高效地开发与支持。

以需求为导向，电机芯片如何优化？

众所周知，BLDC电机对芯片的诉求，远不止限于集成性的提高，电机芯片应该如何优化迭代呢？

在中微半导的视角中，目前需求侧伴随物联网等新兴技术的出现，小型化、智能化、无线化对电机MCU提出了更高的要求，芯片的设计除了电机驱动控制的相应区域外，还要集成更多的器件并实现更低的功耗，以满足体积小、轻量化、智能化、稳定可靠的开发需求。

肖总介绍了中微半导高性价比CMS32M65芯片系列，该系列专为简化系统和降低系统成本而设计，集高性能与高集成于一身，适合对尺寸和成本敏感的智能家居、绿色骑行、白色家电、电动工具及工业电机控制等紧凑级轻量型电机应用。该系列是目前直流无刷电机领域最具性价比的产品之一。

在采访中我们也了解到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艺，来降低内核、模拟等部分的功耗;二是加入低功耗模式，通过集成LDO控制芯片供电的方式把休眠状态下的功耗做到低至15uA;CMS32M 6534E以及CMS32M 6734E系列则是通过集成LDO控制芯片供电的方式可以做到零损耗;三是设计与功率器件更匹配的预驱，通过稳定性和可靠性保护来降低功耗。需求端的诉求是电机芯片需要持续优化的方向。

算法也是电机控制的核心环节，据了解中微半导目前整体的驱动架构还是典型的采样+滤波+位置估算+控制+调制的基本结构。现阶段电机项目需求对滤波要求不高，重点集中在观测器、控制以及调制上。同时肖总也表示后续可预见电源项目对滤波算法的要求会逐渐增强，尤其高精度、高动态的控制场景。

目前常用的各种算法和方法，中微半导都进行过预研及基本工程验证，包括对控制精度等要求更高的场合如工业伺服也完成了初版的工程样机，设计符合市场需求的电机产品是明确的目标。

围绕客户需求的同时，在技术上适当超前的布局也是很有必要的。肖总表示，中微半导会在硬件设计发挥MCU与SoC领先开发优势，在软件支持上也发挥芯片集成与算法整合的优势，持续创新攻克工程和技术难题。

写在最后

作为国内深耕电机芯片的上市公司，中微半导在BLDC电机应用开发已形成了深厚的技术积累，整体方案已覆盖各类市场。对于2024年的布局，中微半导表示，今年我们会进一步在骑行市场发力，继续深耕风机、水泵、工具、个人护理和吸尘器细分市场，同时积极布局工业散热风机和电源领域市场。

电源和电机听起来似乎是两个不同领域，在采访中对于电源市场肖总特意强调，“我本人具备电源多年研发经验，从技术角度看，电源和电机是紧密相连的两个领域。随着国家环保监督措施越来越严格，市场对高效电机需求提升，客户对效率的要求自然提高。在诸多应用场景中我们同时也看到，电源的输入端是交流电，经过整流后给电机控制系统供电，基于对效率的要求越来越高，客户整流侧往往需要做单位功率因数校正以及谐波控制等工作，这对芯片的电源标准也提出了严苛要求”。在电源领域持续研发也将会助力电机向更高效进一步突破。

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