隨著高能效電機(jī)在汽車、農(nóng)業(yè)、空調(diào)和洗衣機(jī)等領(lǐng)域的廣泛使用，全球的電機(jī)市場(chǎng)得到了很大的增長(zhǎng)。

在前文《BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)興起，華秋積極構(gòu)建電機(jī)驅(qū)動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)》之中，我們已分析了整個(gè) BLDC 電機(jī)行業(yè)和 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器行業(yè)的市場(chǎng)現(xiàn)狀。

MCU 作為驅(qū)動(dòng)和控制電機(jī)的關(guān)鍵器件，必須緊跟行業(yè)前沿，提供更加貼合行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品與方案。然而，BLDC 控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)復(fù)雜，成本較高，可以說是目前影響 BLDC 滲透和擴(kuò)張速度主要障礙。

因此如何不斷拉低這道 BLDC 電機(jī)的技術(shù)門檻，加速其應(yīng)用開發(fā)的速度，也就成了 BLDC 技術(shù)發(fā)展中要考慮的最核心的著力點(diǎn)。

BLDC 四類解決方案

一個(gè)典型的 BLDC 電機(jī)解決方案通常包括四個(gè)部分：

01電機(jī)控制器：通常是由 MCU、DSP 等主控芯片負(fù)責(zé)，進(jìn)行電機(jī)控制與算法處理，并根據(jù)來自BLDC電機(jī)的反饋信號(hào)做出響應(yīng)，為柵極驅(qū)動(dòng)提供 6 路 PWM 信號(hào)。

02柵極驅(qū)動(dòng)：也被稱為“預(yù)驅(qū)”，會(huì)根據(jù)控制器的輸出信號(hào)，向功率器件的柵極施加電壓并提供驅(qū)動(dòng)電流。

03功率級(jí)：包含 MOSFET 或 IGBT 等功率器件，通過開關(guān)動(dòng)作控制輸出到 BLDC 負(fù)載上的功率，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)。

04反饋回路：將 BLDC 電機(jī)的轉(zhuǎn)速、位置、電流、電壓，以及故障等信號(hào)，反饋給控制器，形成控制的閉環(huán)。

最傳統(tǒng)，最成熟的驅(qū)動(dòng)方案就是控制器、柵極驅(qū)動(dòng)、功率級(jí)這三部分是分開的；也有將柵極驅(qū)動(dòng)和功率 MOSFET 集成為 IPM 的。

現(xiàn)在較為主流的方案是將柵極驅(qū)動(dòng)集成進(jìn)控制器中，后面再接上功率 MOSFET 或者 IGBT 來驅(qū)動(dòng) BLDC。

還有一種將這三部分都集成了，做成一個(gè) SoC，直接驅(qū)動(dòng) BLDC。

MCU+預(yù)驅(qū)+驅(qū)動(dòng)的方式

這種方式的優(yōu)點(diǎn)是靈活，IC 選擇性高，可適應(yīng)于各類大、中、小功率的控制器。對(duì)一般的 MCU 公司也最具有優(yōu)勢(shì)，主要應(yīng)用在高壓系統(tǒng)，或者是大功率系統(tǒng)上，因?yàn)榇蠊β屎透邏簯?yīng)用，有散熱和隔離的問題。缺點(diǎn)就是集成度低，PCBA 的面積比較大。

MCU+[預(yù)驅(qū)+驅(qū)動(dòng)]

也可以描述成 MCU+IPM，開發(fā)功率組件的國際廠商多半都有 IPM 的產(chǎn)品，讓客戶能簡(jiǎn)化電路板設(shè)計(jì)的復(fù)雜度，提升穩(wěn)定性，也是早期特別成熟的驅(qū)動(dòng)方式。它的優(yōu)點(diǎn)是，集成度高、PCBA 面積較小。缺點(diǎn)是功率不能做得很大。

[MCU+預(yù)驅(qū)]+驅(qū)動(dòng)

是目前較為主流的開發(fā)方向。它的優(yōu)點(diǎn)是集成度比較高、MOSFET 可以靈活選擇、適用于各類中小功率的控制器。缺點(diǎn)是由于預(yù)驅(qū)集成在 MCU 中，預(yù)驅(qū)的驅(qū)動(dòng)能力和耐壓做不高，無法適應(yīng)大功率控制器。

SoC 方式

其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)性能比較高的應(yīng)用，常常用于塑封電機(jī)的設(shè)計(jì)；缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)彈性比較差，如果需要更改驅(qū)動(dòng)特性的話，就必須在 SoC 旁邊增加一顆小 MCU，這不僅會(huì)增加元器件成本，更加會(huì)增加電路板的復(fù)雜度，這違背了化繁為簡(jiǎn)的發(fā)展思想。

BLDC 電機(jī)主控廠商目前有很多，根據(jù)分類的不同，有的企業(yè)這三種主控解決方案都有，有的只提供一兩種解決方案。

比如TI基本上三種方案都有，ST 也有單 MCU 和 MCU+預(yù)驅(qū)的方式。國內(nèi)的 BLDC 主控方案主要走的還是集成的方向，比如峰岹就是主要提供 MCU+預(yù)驅(qū)的方案。

從硬件層面來看

BLDC 電機(jī)控制的發(fā)展經(jīng)歷了從小規(guī)模模擬、數(shù)字電路于分離器件的控制器，發(fā)展到專用集成控制電路的控制器，再到 MCU，DSP 等解決方案的過程。

從軟件算法層面來看

受控制理論和控制器件的限制，BLDC 電機(jī)一直采用經(jīng)典 PID 控制，該控制方法可以使系統(tǒng)性能滿足各種靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)要求，但系統(tǒng)的魯棒性不盡人意。

面對(duì)日益復(fù)雜的控制對(duì)象，進(jìn)一步提高 BLDC 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的快速響應(yīng)性、穩(wěn)定性和魯棒性，智能控制算法受到關(guān)注，這包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)等。

智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等功能，能夠解決模型不確定性問題，非線性控制問題，以及其他較為復(fù)雜的問題。

而 BLDC 電機(jī)是一個(gè)多變量、非線性、強(qiáng)耦合的控制對(duì)象，因此利用智能控制可以取得較為滿意的控制結(jié)果。目前已經(jīng)有一些較為成熟的智能控制方法應(yīng)用在了 BLDC 電機(jī)控制。

比如模糊控制和 PID 相結(jié)合的 Fuzzy-PID 控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的復(fù)合控制、隸屬度參數(shù)經(jīng)遺傳算法優(yōu)化的模糊控制、單神經(jīng)元自適應(yīng)控制等等。

總體而言，可以看到，BLDC 技術(shù)方案的演進(jìn)有兩個(gè)明顯的趨勢(shì)：一是探索更高集成度，二是提供一站式的整體解決方案。

線上社群作為流量入口，面向BLDC領(lǐng)域提供全鏈條解決方案

BLDC 電機(jī)技術(shù)的創(chuàng)新，使得眾多廠商的產(chǎn)品及方案不斷推陳出新，以其出色的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)與其他同類產(chǎn)品及方案區(qū)別開來。

未來 10 年，BLDC 電機(jī)的應(yīng)用將迎來一個(gè)穩(wěn)健而高速的發(fā)展期，誰能快速整合起優(yōu)勢(shì)的技術(shù)資源，開發(fā)出最終應(yīng)用所需的解決方案，誰就能夠把握住這一市場(chǎng)機(jī)遇。

深圳華秋電子有限公司（簡(jiǎn)稱華秋電子）基于電子產(chǎn)業(yè)多年的技術(shù)積累與應(yīng)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，針對(duì) BLDC 電機(jī)應(yīng)用，提供一站式的整體解決方案。

華秋電子的“冷啟動(dòng)”始于旗下電子工程師社區(qū)“電子發(fā)燒友”。作為業(yè)內(nèi)交流、學(xué)習(xí)和信息共享的平臺(tái)，電子發(fā)燒友網(wǎng)聚集了包括企業(yè)研發(fā)人員、在校師生、企業(yè)高管、采購等在內(nèi)的電子產(chǎn)業(yè)用戶，已經(jīng)擁有 500 萬+用戶，并且保持高速增長(zhǎng)中。

目前與超過 100 家國內(nèi)外知名半導(dǎo)體原廠建立了良好的合作關(guān)系，可廣泛地、快速地、精準(zhǔn)地觸達(dá)海量的電子設(shè)計(jì)工程師以及供應(yīng)鏈上下游用戶群體。

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以上四個(gè)平臺(tái)互為連接，為用戶提供從方案設(shè)計(jì)到各類元件采購的一站式解決方案，包括 BOM 配單一鍵采購、PCBA 加工。

同時(shí)在特定的細(xì)分行業(yè)，華秋電子也推出了如 BLDC 破壁機(jī)、抽油煙機(jī)、風(fēng)扇吊扇、卷發(fā)棒、高速風(fēng)筒等可量產(chǎn)的全套解決方案。

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