FOC已成標(biāo)配，競(jìng)爭(zhēng)激烈的國(guó)產(chǎn)BLDC芯片

目前不管是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，還是汽車(chē)領(lǐng)域，抑或是生活家電領(lǐng)域，各個(gè)終端市場(chǎng)對(duì)BLDC電機(jī)控制性能提出了更高的要求。它們不僅需要電機(jī)能夠做到高效率和多功能控制，還需要電機(jī)在追求高轉(zhuǎn)速的同時(shí)實(shí)現(xiàn)低噪音低振動(dòng)的控制效果。與日俱增的高標(biāo)準(zhǔn)性能要求下，越來(lái)越多的高性能BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片在市場(chǎng)高需求和性能高標(biāo)準(zhǔn)兩大機(jī)遇下涌現(xiàn)。

在之前討論BDC電機(jī)的文章中已經(jīng)指出，雖然BLDC電機(jī)不是成本敏感下的唯一選擇，但BLDC電機(jī)肯定是使用壽命最長(zhǎng)的電機(jī)。長(zhǎng)期來(lái)看，BLDC控制器的使用壽命平均比標(biāo)準(zhǔn)DC電機(jī)長(zhǎng)5倍。同時(shí)，BLDC電機(jī)系統(tǒng)能在較長(zhǎng)的使用壽命內(nèi)保持相對(duì)穩(wěn)定的性能。從整個(gè)項(xiàng)目生命周期的長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來(lái)看，BLDC應(yīng)該是目前最具成本效益的一種選擇。

目前國(guó)內(nèi)很多廠商都相繼推出了BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片及解決方案，在性能上較之國(guó)際廠商的驅(qū)動(dòng)芯片也不落下風(fēng)，并且性?xún)r(jià)比更高，在技術(shù)支持上國(guó)內(nèi)廠商也能及時(shí)給予客戶更多的支持?？v觀國(guó)內(nèi)BLDC芯片市場(chǎng)，F(xiàn)OC幾乎已成為標(biāo)配，各家都在應(yīng)用了FOC的基礎(chǔ)上集成更多的外設(shè)配置以此來(lái)獲得更大的競(jìng)爭(zhēng)力。

峰岹科技一直專(zhuān)注于高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片設(shè)計(jì)及核心應(yīng)用控制算法研發(fā)。峰岹科技的驅(qū)控芯片被廣泛用于工業(yè)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)控制、電動(dòng)工具等各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)景中。旗下的驅(qū)動(dòng)控制系列芯片已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)高穩(wěn)定性、小封裝、低功耗、低成本和高集成度。

針對(duì)對(duì)噪音、壽命、效率有高要求的場(chǎng)合，峰岹科技的三相靜音ASIC系列表現(xiàn)搶眼。這個(gè)系列里結(jié)合行業(yè)無(wú)感FOC趨勢(shì)的有三相全內(nèi)置無(wú)感FOC的FT8213(12V 1A)，三相全內(nèi)置無(wú)感FOC的FT8215(12V 1.8A)以及三相內(nèi)置驅(qū)動(dòng)無(wú)感FOC的FT8102。

FT8215作為一款三相、無(wú)傳感器FOC控制直流無(wú)刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC，內(nèi)置了驅(qū)動(dòng)MOS。該芯片高度集成了電機(jī)控制所需部件，外圍元器件大幅少。

（電機(jī)驅(qū)控IC，峰岹科技）

FT8215內(nèi)置EEPROM，可配置客戶電機(jī)參數(shù)、啟動(dòng)和調(diào)速方式。調(diào)速接口可選擇PWM、模擬輸入、I2C調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速，集成轉(zhuǎn)速指示功能，通過(guò)FG引腳或I2C接口實(shí)時(shí)讀取電機(jī)轉(zhuǎn)速。速度控制方式可選擇恒轉(zhuǎn)速、恒電流和開(kāi)環(huán)控制，具有電機(jī)轉(zhuǎn)速指示功能，集成過(guò)流、欠壓、過(guò)溫、堵轉(zhuǎn)等多種保護(hù)模式，睡眠電流40uA，驅(qū)動(dòng)電流2A。

FOC控制下的電機(jī)換向性能在最高轉(zhuǎn)速下正反轉(zhuǎn)切換可以做到十分順暢，通過(guò)Clock調(diào)速和PWM調(diào)速，F(xiàn)OC控制下的BLDC震動(dòng)更低，噪音更小，響應(yīng)速度更快。

在封裝上該系列采用了QFN24，具有良好的電和熱性能，同時(shí)體積小、重量輕，唯一的不足是返修的難度會(huì)稍大。

ChipON的KF32系列針對(duì)BLDC電機(jī)應(yīng)用也進(jìn)行了FOC優(yōu)化并已經(jīng)在實(shí)際應(yīng)用上印證了其性能。

目前ChipON有三款專(zhuān)門(mén)專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于BLDC的驅(qū)控MCU，分別是KF32A141、KF32F341、KF32A151。

（KF32A141 MCU，ChipON）

KF32A141系列是基于KF32內(nèi)核架構(gòu)開(kāi)發(fā)的車(chē)規(guī)級(jí)32位單片機(jī)。KF32A141最高主頻為48Mhz；Flash可達(dá)128KB；其擁有豐富的外設(shè)資源，包括CAN2.0/ADC/DAC/AMP/PWM/ECCP等資源。

KF32A141的ECCP輸出6路PWM，采樣電阻把電流信號(hào)轉(zhuǎn)為電壓信號(hào)，再通過(guò)片內(nèi)集成的運(yùn)放模塊差分運(yùn)放，采樣值再經(jīng)過(guò)FOC算法去調(diào)整控制PWM輸出的占空比，使電機(jī)的運(yùn)行速度達(dá)到速度給定。ECCP模塊下的PWM有多種模式可以選擇，同時(shí)支持PWM信號(hào)邊沿對(duì)齊和中心對(duì)齊兩種對(duì)齊方式。在每個(gè)通道上，KF32A141都設(shè)置了獨(dú)立的死區(qū)定時(shí)器方便進(jìn)行死區(qū)控制。

ChipON依靠其強(qiáng)大的內(nèi)核在BLDC電極上的應(yīng)用顯得得心應(yīng)手，在沒(méi)有沒(méi)有任何硬件算法加速的情況下無(wú)感FOC可以實(shí)現(xiàn)大于240000RPM電轉(zhuǎn)速。

靈動(dòng)微電子MM32SPIN360C是使用高性能的 Arm Cortex-M0 為內(nèi)核的32位微控制器，最高工作頻率可達(dá)96MHz。它還集成了運(yùn)放，比較器等外設(shè)。除此以外，靈動(dòng)還有更高集成度的MM32SPIN422C，它內(nèi)置6個(gè)N通道的MOSFET，5V 的LDO，支持12V的系統(tǒng)，都是電機(jī)芯片里集成度非常不錯(cuò)的產(chǎn)品。

（MM32 MCU，靈動(dòng)微電子）

MM32SPIN360C針對(duì)BLDC電機(jī)應(yīng)用內(nèi)置了3個(gè)運(yùn)放，3個(gè)比較器，并使用了主流的FOC。內(nèi)置了三組具有自舉二極管的N通道半橋柵極驅(qū)動(dòng)器，最高可以支持80V電壓。MM32SPIN360C一個(gè)最明顯的特點(diǎn)就是外設(shè)配置及其豐富，2個(gè)12位的ADC、2個(gè)比較器、3個(gè)運(yùn)算放大器、2個(gè)16位高級(jí)定時(shí)器，不止有這些，還包含了標(biāo)準(zhǔn)的通信接口1個(gè)I2C接口，1個(gè)SPI 接口和2個(gè)UART接口。這些豐富的外設(shè)接口，讓MM32SPIN360C成為了在BLDC電機(jī)領(lǐng)域相當(dāng)火熱的一款驅(qū)控芯片。

BLDC電機(jī)越來(lái)越多地應(yīng)用于以前由傳統(tǒng)電機(jī)主導(dǎo)的應(yīng)用。雖然比后者更昂貴，但這種前期費(fèi)用可以抵消較低的維護(hù)成本和BLDC電機(jī)的較長(zhǎng)壽命。在FOC幾乎已經(jīng)成了各國(guó)內(nèi)廠商標(biāo)配的形勢(shì)下，高集成度和更多的外設(shè)配置也成為了各廠商間競(jìng)爭(zhēng)的重點(diǎn)。