目前電機控制一般分成電機驅動器IC，柵極驅動器IC加上MOS/IGBT這些功率器件。電機驅動器IC以小型化，高性能，高功率高壓為方向發展，柵極驅動器IC則半橋，三相橋以及隔離系列為主。這三部分每個部分在市面上都有很多產品，但在電機領域的玩法從產品組合上看無外乎“離散”，“智能集成”以及“功率集成”這三種。

離散型驅控方案

這種“離散”型的組合方式，即各個器件部分都是分立的，從MCU到柵極驅動器到MOS。這種離散的組合方式很好理解，屬于入門級的玩法。三個組合部分相互分立，保證了各個部分的靈活性，比如功率管有新的型號可以直接進行替換，整體的方案不需要大改動。

這種驅動組合方案對于步進電機，BDC以及三相無刷直流電機可以提供拓展性很高的產品組合。上圖就是一個步進電機驅動的離散實現。每個繞組的自由端子分別連接獨立功率開關，電流沿一個方向在電機繞組中流動。二極管用于鉗位關斷時開關兩端的電壓。

這種玩法的弱勢之處顯而易見，分立的器件無法做到高集成度和高緊湊性。這會使得PCB的空間占比很高。

智能集成型驅控方案

智能集成指的是將MCU與柵極驅動器進行集成，成為一個整體的模塊。集成后的模塊與功率器件配合完成電機的驅控。

這種集成方式應該是最節省PCB空間的方式，從ST的STSPIN32來看這種高集成度大約節約了80%的空間，同時在電路上復雜度也會降低不少。

以STSPIN32F0A為例，該器件有三個半橋式柵極驅動，電流容量為600mA，能夠驅動功率MOSFETs或IGBT。器件內部的3.3V DC/DC降壓轉換器可為MCU和外部元件供電，而其內部的LDO線性穩壓器則可為柵極驅動器供電。還有很多額外的集成選擇，集成運算放大器可用于信號調節，集成可編程閾值的比較器可實現過電流保護功能。

這種集成模式的缺點就在于，在MCU的選擇上很有限，就STSPIN32這個系列而言ST也就出了兩款低壓和一款高壓的選擇。這種集成模式一般都用于高級BLDC控制。

功率集成型驅控方案

最后這一種玩法也就是將柵極驅動器與功率管進行集成。這種集成方式也會大幅節省PCB空間，雖然不及MCU＋柵極驅動集成節省80%的空間那么大，做到節省60%還是沒問題的。這種集成雖然沒有了在MCU選擇上的限制，但是相應的，在電源設備選擇上就不那么靈活了。同時，功率集成的成本在這些玩法中是最高的。

PWD5F60就是集成了柵驅動器和雙半橋四個N通道功率MOSFETs功率集成器件。從這個器件的性能來說，集成功率MOSFET具有1.38Ω的RDS（ON） 和600 V漏極—源極擊穿電壓，自舉二極管則提供上橋臂的柵極驅動。這種器件的高集成度可以在狹小的空間內有效地驅動負載。一般這種功率集成器件都會在下部和上部驅動部分都具有UVLO保護功能， 可防止電源開關在低效率或危險條件下工作。

犧牲電源設備的選擇靈活性，以及功率集成帶來的高昂成本，這種玩法帶來的是極領先的EMI性能。

寫在最后

這三種模式覆蓋了從MCU到柵極驅動器到功率管的分立以及集成玩法，各玩法的優勢都很突出，而相應的劣勢在對比下也極為明顯。如何根據電機應用方向從設計上選取匹配的玩法才是控制上最優的選擇。

責任編輯：haq