BLDC电机控制器下一个发展的新趋势是什么？

  【哔哥哔特导读】集成降本？优化算法？BLDC电机控制器更新迭代居然还有新花样......本栏目就邀请整机企业与半导体企业资深行业人士展开对话，一窥BLDC电机控制器的魅力所在，探讨BLDC电机技术创新、算法优化及产业链协同的奥秘。

  相比于传统的电机，BLDC电机具有不可比拟的优势。在智能化、工业自动化的今天，BLDC电机控制器在白电、新能源汽车、工业/人形机器人等领域存在广泛的应用前景和市场基础。

  当前，技术创新仍然是BLDC电机控制器持续领跑的关键。随市场需求的增长，集成化设计、高性能芯片等先进的技术不断融入其中，不仅提升了产品性能，更降低了成本。同时，软件与硬件的协同优化，让电机控制算法更高效精准。

  BLDC电机控制器的长足发展离不开产业链上下游的紧密合作。整机企业和半导体企业只有携手并进，一同面对技术挑战，才能开拓市场新机遇。本栏目就邀请整机企业与半导体企业资深行业人士展开对话，一窥BLDC电机控制器的魅力所在，探讨BLDC电机技术创新、算法优化及产业链协同的奥秘。

  对线、BLDC电机驱动控制器的应用特点和市场情况如何？贵公司主要提供哪些业务？

  浙江英能电子科技有限公司，是专门干电机驱动集成电路芯片研发、设计、销售的高新技术企业。我司在BLDC电机驱动控制器市场上主要有两类产品：一类是以ZH6338/ZH6318为代表的全集成的SMART ASIC。其中ZH6338是一款6V~40V工作电压，最大相电流1.75A，高集成度的三相FOC驱动芯片。它集成了FOC的控制算法、驱动、检测信号处理以及三个功率半桥。系统通过SPD引脚调速，DIR引脚调节方向，FG反馈速度，以及包括限流、过温、过压、欠压、短路、开路和堵转等完善的保护功能。ZH6338该款产品已成功应用于排风扇、小水泵等行业。由于其区别于单片机的简单的外围电路，较大的驱动电流受到了广大新老客户的欢迎。

  另一类是专门为电机驱动设计的ZH521X系列MCU，ZH521X单片机主要包含（ZH5210，ZH5212集成PN驱动，ZH5213集成NN驱动）3种型号。它集成32k字节代码存储器FLASH，4k字节SRAM。集成3个高级定时器，带死区的PWM模块，4个模拟比较器，3个运算放大器，1个12位精度ADC，很适合应用于风扇、水泵、压缩机、电动工具等电机控制领域。ZH521X已大范围的应用于落地扇、水泵、厨房用具等各种直流无刷驱动器的领域当中，其稳定可靠的性能，配合英能自研的无传感FOC算法受到了大批用户的欢迎。

  2、电机驱动芯片的集成化创新架构在来来将会成为主流。结合具体实例谈谈在某一应用当中的典型解决方案？

  ZH6429是一款工作电压范围4.5V~30V，工作电流600mA。它集成了脉冲计数器，步进电机的路径和速度规划算法、正余弦波发生器、SPWM发生器以及短路保护和过温保护等功能。ZH6429能轻松实现256细分的正弦步进电机电流，在不同转速下，尤其是高速下，保证静音运行。这解决了小型步进电机行业的一大痛点。

  元能芯重新定义与诠释了电机驱动芯片All-in-One，里面整合了MCU、Gate Driver、MOSFET与LDO，透过更先进的封装技术将高效率的芯片全部集成起来，使得整体驱动板更简洁更轻小，不只是整体BOM的成本获得改善，还大幅度的提高了PCBA的制作良率。元能芯All-in-One的第一代产品，40V耐压，目前在工业风机EC Fan的设计上，改良了早期的复杂零件与设计，将PCB面积缩小了30%，并且从双面板改成了单面板，获得欧洲电机大厂的认可。

  3、电机主流控制算法主要有方波控制、SVPWM、FOC等。在实现方面，怎么样看待软件和硬件层面的差异和优劣？未来哪一种实现方式更有前景？

  未来无感FOC更为主流，因此笙泉科技开发FOC智慧型调机系统，是一套高级演算法，仅需简单设定马达规格及硬体配置，即能「智慧且适应型」的运算与调适参数，以达到马达驱动性能最佳化。

  在微控制器(MCU)还在8位机时代，由于控制器算力不足，硬件控制算法能够迅速解决，并且透过调整外围器件方式作参数的调整。随着半导体工艺的进步，MCU的性能越来越强大，并能将部分电机计算模块设计到芯片内部，解决了算力的问题，并且透过软件方式，可以非常有弹性的设计不同电机驱动，并且支持更多少量多样化的BLDC电机应用需求。

  不同应用场景下的BLDC电机控制具有不一样的特点，软件层面主要依赖MCU和DSP来实现高灵活性、简易调试与更新，以应对要一直改进和升级功能的应用场景；而硬件层面，则通过ASIC和FPGA提供更高处理速度和实时响应，来满足对稳定性与可靠性有更高需求的应用场景，且在特定场景算法固化后更加有助于用户缩短开发周期、减少相关成本。在真实的情况中，为达到更好的性能和使用体验，BLDC电机控制器往往都是软硬件相结合使用。

  许多安全保护和功能安全检查的实现是需要硬件上的支持。随着半导体工艺的逐步提升，算力价格的下降，基于算力不足而对算法硬件化的意义越来越小。基于纯软件的算法模块会有更高的灵活度和广泛的适配性。灵动立足ARM的生态平台，同时优化BLDC电机控制相关IP模块，方便客户快速的迭代算法，移植方案。

  4、作为产业链下游的整机企业，对上游的半导体企业有哪些建议或期望？希望在合作中尽量满足哪些需求，可以使双方能够一同推动BLDC电机控制器市场发展？

  国产半导体品牌在市场上逐渐形成了一梯队和二梯队的品牌格局，但在某些性能指标上仍存在差距。尽管一些国产BLDC电机产品声称具备某些参数，但实测中可能发现其性能并不如预期。在常规任务中，这些差异可能不明显，但在恶劣或极端条件下使用时，问题便会显现。这方面可能不太完善，不太满足我们的需求。毕竟国产与国外顶级巨头的BLDC电机产品还是有区别的。

  5、在产业链上下游之间，如何与下游整机企业组织合作？怎么样看待整机工程师提到的半导体器件ADC精度不足和为降低生产所带来的成本而减少核心性能参数等问题？

  根据计算机显示终端反应，过去在调机时，常面临不知道怎么来筛选高达数十组以上的马达规格(参数)，导致「调机」变成相当耗时的任务，以致没办法掌控电机开发时程及可靠性。由于马达需要调整，笙泉科技因而开发了一套智能调整系统，方便客户调整马达功能，现在透过此套FOC智慧型调机系统，演算法内建的韧体资料库(Lib)，收敛到只需输入简单9组参数(包括线性阻值、电感值、PWM频率、马达极数、转速等)，即可轻松快速地完成调机，大幅减低了马达电机的开发困难度。

  我们在与客户的合作中，都会充分测试半导体器件及方案，按照每个客户产品实际应用场景，选择符合ADC精度和性能参数需求的产品，任何经由极海技术服务团队提出的、可帮助客户优化成本、降低功耗的方案，都建立在确保客户产品竞争力不受影响、达成共识的前提，不存在半导体器件参数不满足设计需求的情况。如果半导体行业内出现在提问中所述情况，那也应该只是个别厂商虚标参数所导致的个案，不是行业都会存在的问题。

  6、怎么样看待BLDC电机驱动控制器的应用趋势和市场空间？有哪些新的市场规划和发展策略？

  BLDC电机驱动控制器行业预计在未来20年内仍将保持热门，但随技术门槛降低，参与者增多，行业竞争将加剧，可能影响行业份额、个人待遇和公司利润。要想走得更好，企业要不断创新和向高端化发展，同时兼顾成本和可靠性。个人则要掌握更多核心技术。在技术应用上，BLDC电机在新能源和机器人等领域的应用前景广阔，尤其在中国能源转型和新能源发展的背景下，BLDC电机市场需求将持续增长。整体而言，BLDC电机行业竞争也将更加激烈。

  全球绿能大政策ESG，其中BLDC电机能带来的直接节能是非常可观的，BLDC电机比传统电机效率高上许多，但没有好的电机控制器多年来一直是电机厂或系统厂的痛，元能芯提供了All-in-One搭配应用等级的完整算法与方案，从风机的市场开始，帮助更多客户能快速的设计落地，以及更高集成的设计，使得整体竞争力更有优势。

  图6 All-in-One第一款产品MYi0002V0405 图7 高压EC Fan驱动板设计

  对标国外厂商的主控芯片，提升演算法的计算能力，减少相关成本以提升产品上的性价比，这是笙泉科技BLDC电机产品一直以来致力的目标。FOC控制是未来新市场的趋势，已开发FOC智慧型调机系统，几组参数便可轻松调机，提供客户快速开发与导入产品，再加上本身晶片致力于硬体演算法开发，对标高能效运算，让BLDC电机产品在国内外更具竞争优势。

  在当前乃至未来，BLDC电机控制器应用领域继续扩展，其市场潜力都是非常巨大的。伴随产品精细化、智能化的程度慢慢的升高，市场对BLDC电机驱动芯片的性能要求也慢慢变得高，更多集成预驱、LDO、运放、DC/DC和MOSFET等。在小型化、集成化的趋势下，芯片的功能和性能越来越齐全，减少相关成本的同时，提高了BLDC电机产品本身的高效能、低噪音等性能。百花齐放的市场之间的竞争中，各家在BLDC电机控制算法上的差异性和独特性方案，不断按照每个客户需求进行调整，优化自身的BLDC电机产品和生态。上下游产业链间只有不断协同，抓住市场机遇，共同推进技术创新，BLDC电机控制器将会在更多领域展现出其独特魅力！

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