電機控制芯片應用多元、市場向榮，業(yè)界專家教你如何決勝“電機控制”？

隨著科學技術水平的提高,自動化控制已經逐漸覆蓋生產領域,在機電行業(yè)中,運用自動化控制技術能有效監(jiān)控產品生產過程,提高產品質量。企業(yè)需要加大投資力度,不斷研發(fā)自動化控制技術,培養(yǎng)機電自動化高素質人才,引進先進自動化設備,降低人力使用率,節(jié)約企業(yè)成本,提高企業(yè)生產效率。

目前電子技術快速發(fā)展,相關的科研成果涌現出來,使得電機控制發(fā)展緊跟時代,實現了智能化、多樣化,而且功能更為全面,電機控制技術屬于高端技術,精密性高,而且具有綜合性。

電機控制器行業(yè)市場

根據本行業(yè)《2020年中國電機控制器行業(yè)數據發(fā)展研究報告》,2019年 ,電機控制器行業(yè)市場規(guī)模達到2400億元,2011- 2019年市場增長速度保持在10%以 上,2019年全國電機控制器市場企業(yè)均衡發(fā)展,龍頭企業(yè)及小規(guī)模納稅人對未來行業(yè)轉型及投資持積極態(tài)度,預計行業(yè)在今后一段時間還會保持 良好增長態(tài)勢。從競爭格局上說,第三方電機控制器平臺和互聯(lián)網+模式發(fā)展更具優(yōu)勢,傳統(tǒng)及門店模式仍不可或缺,成數量多,經濟總量占比少的態(tài)勢,互聯(lián)網模式成大勢所趨,也較為生態(tài)健康,加持政策扶持,是未來大趨勢已眾望所歸。

數據來源:《2020年中國電機控制器行業(yè)數據發(fā)展研究報告》

BLDC電機

相關產業(yè)報告稱,相對于電機200多年的歷史,BLDC電機其實是相對來說比較年輕的,從發(fā)展至今也就50多年的歷史。但是隨著半導體技術的發(fā)展,MCU和驅動組件的普及,使得BLDC電機的總體成本降低了很多,因此,這幾年BLDC電機得到了發(fā)展,其總體成長率也高于電機的成長率。

預計未來幾年BLDC電機的年復合增長率將會是6.5%左右。據統(tǒng)計,2019年BLDC的市場規(guī)模約為163億美元,預計到2024年將會達到224.4億美元左右。

數據來源: 核芯產業(yè)觀察

新能源汽車領域

據《2019-2025年中國新能源車電機電控行業(yè)市場行情動態(tài)及投資戰(zhàn)略咨詢報告》顯示市場處于成長期,2018年市場規(guī)模增速接近30%。行業(yè)同質化競爭嚴重,整車廠占據半壁江山,獨立供應商市場份額分散。預計市場在近幾年將保持較高增速,未來三年復合增速有望達到23%左右。激烈競爭將延續(xù),產品毛利率可能會進一步下滑,沒有技術優(yōu)勢的廠家將被淘汰。

市場前言的新能源汽車行業(yè),電機電控占新能源汽車總成本的10%左右,國內新能源汽車銷量2018年達到125.6萬臺,同比增長61.7%;預測2019年的銷量目標為140萬臺,同比增速接近12%。

數據來源:《2019-2025年中國新能源車電機電控行業(yè)市場行情動態(tài)及投資戰(zhàn)略咨詢報告》

為圍繞廣大的開發(fā)者能夠更好地熟悉、熟練掌握電機控制知識,通過學習更加決勝電機控制的設計。2020年04月17日 由《電子產品世界》雜志社特別舉辦“決勝電機控制”主題線上的研討會。會議邀請到Qorvo電機與電源應用部門經理李方哲、國民技術產品市場經理張海鵬、中微半導體(深圳)股份有限公司產品應用部部長鐘成保三位行業(yè)領域專家,為開發(fā)者進行詳盡的知識講解與普及。

Qorvo :PAC系列高集成度電機控制芯片及應用介紹

PAC系列以Cortex-M0(50Mhz)/Cortex-M4F(150Mhz)內核的MCU為中心,外圍集成了電源管理模塊、柵極驅動模塊,還有專有的可配置模擬前端組成,有10bit 1MSPS或者12bit 2.5MSPS的選擇,可編程電源部分則采用了一個高性能的“All in one”的電源管理器,集成支持高達600V的開關電源控制器,可以配置為Flyback、高壓Buck或SEPIC拓撲,集成多路線性穩(wěn)壓器用于芯片內部供電。在接口方面,則支持UART、SPI、I2C和CAN等。

筆者據相關信息了解到,Qorvo PAC芯片是用于三相電機控制的高集成度的產品,它能在降低PCB的尺寸和成本的同時,還能提升系統(tǒng)的可靠性,還能縮短系統(tǒng)的開發(fā)時間,與傳統(tǒng)的三相直流無刷電機相比,Qorvo PAC的器件是將較多器件都封到芯片中。相對于傳統(tǒng)的分立器件或者IPM方案,此方案可以節(jié)省更多的器件,整體的BOM成本也會更低,同時滿足驅動器的小尺寸和高可靠性要求。被廣泛引用于三相電機控制等領域。

國民技術:高效能BLDC電機控制MCU及解決方案

國民技術股份有限公司作為中國信息安全IC設計領域領軍企業(yè)和國家級高新技術企業(yè),具有二十年商用密碼的領先優(yōu)勢,擁有博士后科研工作站。2000年源于國家“909”集成電路專項工程成立,2010年創(chuàng)業(yè)板上市,是中國上市公司協(xié)會副會長單位?？偛课挥谏钲?在北京、上海、武漢、西安、香港、新加坡、洛杉磯等地設有分支機構。國民技術股份有限公司產品市場經理張海鵬為與會網友深入講解相關產品的特性與應用案例。

N32G455系列 (通用增強型) 采用32-bit ARM Cortex-M4內核, 支持浮點運算和DSP指令, 高達512KB 片內FLASH,144KB SRAM,集成多達17個高性能模擬器件, 18個數字通訊接口,內置10余種密碼算法硬件加速引擎,支持存儲加密、用戶分區(qū)保護、安全啟動等多種安全特性,可廣泛應用于白色家電、手持云臺、無人飛行器、機器人、數字電源、UPS、伺服控制器等應用領域。

N32G435采用ARM Cortex-M4內核,108MHz主頻, 135DMIPS,支持DSP指令,硬件乘除法,支持浮點運算 4KB I Cache,在Flash執(zhí)行程序無需等待時間。最大128KB 加密Flash,10萬次擦寫,支持ECC校驗,最大32KB SRAM,支持奇偶校驗。

國民技術電機控制系列MCU應用市場頗為廣泛,包括BLDC電機控制應用-空調、手持云臺、無繩吸塵器、機器人、電風扇/電動工具、風機/水泵等。

中微半導體:Cmsemicon全系列量產電機控制SoC 覆蓋多類型電機應用      

中微半導體的CMS32M57xx系列MCU是中微半導體推出的基于ARM-Cortex M0內核的高端電機控制專用芯片。主頻高達64MHz;工作電壓2.1V至5.5V;提供64K Flash Memory,8K SRAM;多達46個GPIO;6通道增強型PWM可輸出死區(qū)可調的互補型PWM,特有的剎車恢復機制可實現逐波限流功能;內置采樣率100Ksps的12-bit低速 ADC, 內置采樣率1.2Msps的12-bit高速ADC;內置2通道高性能運算放大器,2通道模擬比較器,2通道增益可調的可編程增益放大器;32位硬件除法器僅需6個系統(tǒng)時鐘;通信接口方面提供2路UART, 1路SPI, 1路I2C;內置高精度溫度傳感器模塊;工業(yè)級標準設計,可工作在-40℃至105℃;提供IEC60730安規(guī)認證庫,協(xié)助客戶輕松通過CLASS B認證; 提供LQFP48標準封裝。  CMS32M57xx系列MCU是中微半導體電機控制產品線主力產品,被廣泛應用于落地扇、正弦波吸塵器、油煙機、電動兩輪車、變頻空調、變頻洗衣機等典型電機控制領域。

  CMS32M53xx/55xx系列MCU是中微半導體基于ARM-Cortex M0推出的高端電機控制專用芯片。主頻高達64MHz,;工作電壓2.1V至5.5V;提供32K Flash Memory,8K SRAM;多達30個GPIO;6通道增強型PWM可輸出死區(qū)可控的互補型PWM;內置采樣率100Ksps的12-bit低速 ADC, 內置采樣率1.2Msps的12-bit高速ADC;內置2通道高性能運算放大器,2通道模擬比較器,2通道增益可調的可編程增益放大器;32位硬件除法器僅需6個系統(tǒng)時鐘;通信接口方面提供2個UART, 1路SPI, 1路I2C;工業(yè)級標準設計,可工作在-40℃至-105℃;集成多種驅動(3P+3N, 6N),降低方案的外圍元器件和BOM成本;提供IEC60730安規(guī)認證庫,可協(xié)助用戶輕松通過CLASS B認證; 提供SSOP24,QFN40及LQFP48多種封裝。

 CMS8M35xx系列MCU是中微半導體推出的基于8051內核的低端電機控制芯片。主頻高達48MHz;工作電壓2.1V至5.5V;提供16KB Flash Memory,1.25KB SRAM,1KB Data flash;多達22個GPIO;6通道增強型PWM可輸出死區(qū)可調的互補型PWM;內置采樣率100Ksps的12-bit低速 ADC;內置2通道高性能運算放大器,2通道模擬比較器,1通道增益可調的可編程增益放大器;5個16-bit通用定時器; 通信接口方面提供2路UART, 1路SPI, 1路I2C;工業(yè)級標準設計,可工作在-40℃至105℃; 提供SSOP24封裝

 CMS8M35xx系列MCU應用于筋膜槍、方波吸塵器、電動剃須刀、掃地機器人等制領域。CMS32M53xx/55xx系列MCU是應用于電動工具、園林工具、落地扇、吊扇、吸塵器、油煙機等領域。CMS32M57xx系列MCU應用于落地扇、正弦波吸塵器、油煙機、電動兩輪車、變頻空調、變頻洗衣機等領域。