高效能強隔離發展趨勢下的BLDC多元化應用
意法半導體：ST工業和機器人應用的雙電機平臺
眾所周知，隨著自動化和智能化的推進，伺服以及位置控制變得越來越流行，大到像產線機器人，飛剪，旋切，小到服務機器人，AGV小車，乃至手持云臺，不管工業還是商業方面都有電機位置控制的應用。此次ST電機控制高級應用開發工程師蔡成攀進行了《ST工業和機器人應用的雙電機平臺--基于STM32G4/STSPIN32G4》的主題分享，從軟件生態，產品組合，評估工具等方面，展示ST在電機位置控制方面給客戶帶來的服務和價值。
ST電機控制高級應用開發工程師 蔡成攀
據蔡成攀透露，目前ST為工業汽車控制市場開發和支持競爭性解決方案，尤其側重于家用電器、伺服驅動器和機器人的驅動、工業運輸、電動工具和使用電池的花園工具以及消費類電子控制（例如無人機、吸塵器等）等領域。當前ST已經定義了STM32整個電機控制的生態系統，為此已經投資和開發了20年。
ST也為工程師提供了一套電機控制SDK，在能源效率、靜音控制等方面具有顯著優勢，使用這個SDK設計電機控制應用程序非常簡單。同時，ST也做了一些符合亞太地區市場關鍵客戶研發要求的相關解決方案。
當前ST的解決方案包括從嵌入電源階段的集成驅動程序，到獨立智能門驅動程序，以及可以處理高達數十kW的應用程序。同時還擁有先進的混合動力系統包。所有的產品都可以保證10-15年的壽命。在過去的15年里，ST的相關產品總售出量超過15億，足以驗證ST在市場中的地位與技術實力。
靈動微電子：基于MM32SPIN系列MCU的BLDC高集成解決方案
在“2021年電機控制先進技術研討會”上，專注于Arm Cortex M系列MCU產品的國產半導體企業靈動微電子就帶來了多款電機解決方案。靈動微電子市場經理胡力興重點介紹了其專門針對電機控制領域的MM32 SPIN系列產品。據他介紹，靈動微SPIN系列覆蓋的電壓范圍從12V到600V，管腳從14引腳到144引腳。而且在電動工具、園林工具、家用電器和電動平衡車等領域都有成功的應用案例。
靈動微電子市場經理 胡力興
據悉，靈動將在今年年末推出SPIN系列的更新產品SPIN0280和SPIN3270，其中SPIN0280帶有4個高性能運算放大器、5個比較器、2個獨立的3Msps 高速ADC，以及三個UART。三個UART針對設備需要擴展了越來越多的外部功能，比如連接傳感器、Wi-Fi、藍牙。同時它的主頻可達96Mhz，有128KB的Flash和32~64腳的封裝同時還支持IEC60730-1安規認證，性價比非常高。據胡力興介紹，該芯片支持雙電機控制，主要針對電動車和滑板車應用。他在分享中表示，目前在電動車領域，靈動的解決方案已經占有超過50%的市場份額。
今年比較熱門的電機控制方案就是一拖三，靈動也在其展臺上展示了其高集成性的3合1方案，只需要一顆SPIN3270芯片就能控制空調外機的PFC、外風機和壓縮機。據靈動微的朱工介紹，靈動針對空調外機設計有特殊的控制算法。目前外風機算法能夠支持逆風啟動，壓縮機的算法能夠支持震動抑制，PFC的功率因素能夠達到99%。
未來，靈動微電子將持續聚焦于BLDC控制，用旗下專業的MCU產品為國內電機行業的繁榮發展賦能。
納芯微電子：聚焦高端模擬芯片國產替代 助力電機驅動行業發展
納芯微電子在成立以來，致力于成為信號感知芯片、隔離與接口芯片、驅動與采樣芯片的行業領導者，在混合信號處理、高耐壓數字隔離、集成式傳感器設計等領域擁有獨立知識產權和豐富的技術儲備。納芯微電子技術市場經理龐家華在由電子發燒友主辦的2021年度電機控制先進技術研討會上以隔離芯片為主題，分享了隔離芯片在BLDC電機隔離驅控應用的解決方案。
納芯微電子市場經理 龐家華
納芯微的三大核心技術分別為：傳感器IC技術，混合信號鏈IC技術以及隔離IC技術。
在傳感器IC核心技術的支持下，納芯微已有車規級壓力傳感器，全集成MEMS壓力傳感器，高精度溫度傳感器等高性能產品。混合信號鏈IC技術則為高精度REF，高精度儀表放大器，24-bit ADC，16-bit ADC以及8-bit MCU提供了行業領先的技術基礎。隔離IC技術作為本次大會納芯微展示的亮點，旗下隔離器件均展現出高耐壓性能和高抗共模瞬態干擾能力，在隔離半橋驅動，帶保護的SiC/IGBT驅動應用上有著強勁的實力。
BLDC之所以要引入隔離，是為了滿足安全法規或者降低接地環路的噪聲等。目前隔離芯片主要有光耦型、磁耦型、容耦型三種類型。此前最常見的光耦型隔離雖然能滿足常見隔離要求，但壽命短功耗大，目前被逐步取代。磁耦型在容耦的基礎上能額外傳遞能量，可以拓展隔離芯片的應用領域。容耦則采用片上電容原理實現信號的隔離傳輸，壽命長、功耗低、傳輸速率高。
納芯微采用的正是容耦技術。同時在編碼技術上，采用了Adaptive OOK的信號調制技術，進一步提高了隔離芯片的抗共模噪聲能力。
工業電機驅控的發展向著更高的開關頻率，更小的死區時間，更快的開關速度發展，同時對可靠性要求更高，需要越來越多的保護功能。這對于隔離驅動的CMTI，傳輸延遲一盒驅動能力都提出了更大的挑戰。對于MOS/IGBT/SiC驅動，納芯微的隔離驅動實現了全覆蓋。從旗下產品的參數來看，數據速率高達150Mbps，共模瞬變抗擾度高達200kV /μs。從這些指標就能看出，作為國內首位量產數字隔離芯片的廠商，納芯微在數字隔離器上的技術實力。
除了高性能的技術指標，高系統級別的EMC性能進一步器件使用的可靠性和穩定性。在實現如此高性能的同時，功耗也沒有很高，以NSi8210為例1.5mA / ch（1 Mbps）的功耗完全在可以接受的范圍內。值得一提的是，在多通道隔離器上納芯微目前已經做到六通道，這也是國內少有的。
從隔離驅動和隔離采樣上，納芯微給出了他們高性能低功耗的解決方案。在隔離驅動漸成趨勢的國內市場中，納芯微高端隔離芯片將持續助力電機驅動行業的發展。
電子發燒友程文智：高能效電機發展趨勢及市場格局分析
與會期間，電子發燒友行業分析師程文智分享了“高能效電機發展趨勢及市場格局分析”主題的報告。他在分享中表示，隨著高能效電機在汽車、農業、空調和洗衣機等領域的廣泛使用，全球的電機市場得到了很大的增長。據MarketsandMarkets統計，2019年全球電機市場的規模為1220億美元，由于受到新冠疫情的影響，2020年的市場規模有所下滑，降到了1133億美元。
電子發燒友行業分析師 程文智
這兩年新冠疫情雖然沒有被完全遏制住，但世界上大部分地區已經開始轉變應對策略，經濟也都開始好轉。因此，今年及未來的電機市場應該還是會重拾升勢，預計年復合增長率為6.9%左右，到2026年將會達到1691億美元。也就是說，未來，這將是一個萬億級人民幣的大市場。
但在BLDC市場，2020年的市場規模并沒有下降，反而是上漲的。根據Grand View Research的統計，2019年BLDC的市場規模是163億美元，預計今年的市場規模是179億美元，未來將會以6.5%的年復合增長率繼續增長。
從市場格局來看，BLDC電機市場中，亞洲市場的占比最大，占了46.94%，其次是美國，占了21.08%。亞洲其實有不少技術實力都不錯的BLDC電機企業，但主要集中在日本，比如尼得科，松下、美蓓亞、三洋電氣等。國內的話，目前主要還是處于追趕階段。但是可以預見的是，未來BLDC電機的增長將主要來自亞洲，而亞洲又將主要在中國。
歐洲的市場份額也不小，約為19%，由于歐洲和美國的起步比較早，他們掌握了很多BLDC電機的核心技術，未來隨著全球市場對高端BLDC電機需求的增多，歐美市場的占比也會緩慢增長。但比例肯定沒有亞洲地區高。
另外，他還分享了電機在汽車、風機、吸塵器、電動自行車等市場中的應用，以及BLDC電機在家電產品中的滲透率。
程文智特別指出，目前BLDC電機的市場滲透率普遍還不高，但在有些特定的市場滲透率在快速提升中，未來電機控制產業鏈企業的市場發展空間非常大。
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