2022第七届（春季）无刷直流电机控制威廉希尔官方网站 研讨会圆满落幕

2022年5月19日，由全球知名电子科技媒体<电子发烧友>主办的2022第七届（春季）无刷直流电机控制威廉希尔官方网站 研讨会在中国深圳成功举办。本次会议，兆易创新、国民威廉希尔官方网站 、MPS、凌欧创芯、Qorvo、Keysight、南京沁恒微、兆威机电、瑞萨电子等国内外知名企业的专家和领导带来了最新的威廉希尔官方网站 分享。

电子发烧友总经理张迎辉在致辞中表示，今年专注于电机驱动芯片的国产芯片公司，成功上市科创板，电机驱动是科创威廉希尔官方网站 的热点题材。国内众多芯片企业专注于此领域，特别多电机应用落地，众多先进创新产品问世，不仅在消费品领域，还在工业、通信、医疗、汽车甚至是航空航天国防等领域，提供了更多有竞争力的解决方案。

图：电子发烧友总经理张迎辉

BLDC电机有着与其他电机不同的特点，它可以做到更节能、更高速、更安静、更精确、更小的抖动，还可以体积更小和更便携灵活。

BLDC电机驱动板的英国威廉希尔公司网站 覆盖开源算法和软件、芯片硬件、驱动控制算法。应用方案开发还需要芯片工程师、电机工程师和产品应用开发工程师们的协同努力。通过电机驱动威廉希尔官方网站 协同产品应用的创新，我们看到了新型的电动汽车、无人机、航空飞行器、仿真机器人甚至是新型远程作战武器等一大波崭新的终端产品。

兆易创新：提供多维度的电机驱动解决方案

在会上，兆易创新产品市场资深经理陈奇带来主题为《GD32 MCU为电机驱动提供多维度的解决方案》的分享。兆易创新从2013年推出第一颗Cortex-M3 GD32 MCU之后，如今已经形成非常丰富的GD32 MCU产品家族，每年MCU销量达到2-3亿颗。

图：兆易创新产品市场资深经理陈奇

针对不同的需求，兆易创新都可以提供相应的产品型号。1、成本敏感方面的应用，比如滑板平衡车，需要FOC矢量控制，方波控制，单电阻或三电阻采样，可以采用GD32E230、GD32F310、GD32F330、GD32F350；2、主流需求方面，比如洗衣机的控制板，需要FOC矢量控制，单电阻电流采样，同时控制电机+PFC，无传感算法，可以采用GD32F303、GD32E103、GD32VF103；3、强算力需求方面，需要高动态性能FOC，多种实时通信需求，同时控制2台BLDC/PMSM，支持多种无传感器算法，可以采用GD32F470、GD32F427、GD32E505、GD32E507。

在大会，陈奇还重点介绍了公司2021年推出的无线连接MCU 新产品系列GD32W515，内核采用Cortex-M33，核心主频最高达到180MHz，存储SRAM最高达到448KB，Flash容量达到2048KB。

GD32W515系列产品包括GD32W515T1Q6，QFN32封装，GD32W515P0Q6、GD32W515P1Q6，采用QFN56封装。GD32W515系列产品是首颗内置TrustZone的WiFi MCU，通过Arm PSA认证，WiFi支持最新WPA3和管理帧保护等功能。

GD32W515系列产品已通过WFA认证、RFFCC/CE认证、与各品牌Router兼容性高，SDK支持MDK/GCC等开发环境，及FRTOS，RT-Thread，Harmony等OS。

开发生态环境方面，GD32 MCU全功能开发板，支持MCU外设全功能评估，包括IO接口、外部存储器总线和LCD等等，板上支持GD-link，可用引脚全部用插针引出，便于验证测试；提供GD32 MCU最小系统板，基于GD32系列入门级开发套件，可用引脚全部用插针引出，便于验证测试，支持板载GD-link，也可外接其他仿真器，支持Arduino兼容接口。

国民威廉希尔官方网站 N32通用MCU，助力变频控制威廉希尔官方网站 创新

国民威廉希尔官方网站 电控威廉希尔官方网站 部威廉希尔官方网站 总监舒晓华在会议上带来了关于“助力变频控制威廉希尔官方网站 创新·基于国民威廉希尔官方网站 N32 通用MCU的电控应用分享”。

图：国民威廉希尔官方网站 电控威廉希尔官方网站 部威廉希尔官方网站 总监舒晓华

舒晓华表示，在如今的电机控制市场中，直流无刷电机正在逐渐替代有刷电机，医疗、数控、汽车航天等领域的电机变频控制正朝着高性能、高节能等方向追求。随着农业智慧化、工厂智能化、家居人性化对生产力和舒适度要求的提高，电机变频控制威廉希尔官方网站 普及率也得到了快速增长。

国民威廉希尔官方网站 专门针对高性能MCU、高性能电控算法、电控威廉希尔官方网站 集成化和电控威廉希尔官方网站 SOC化推出了N32（GL）系列通用型MCU产品，覆盖了M0、M4F、M7等SOC威廉希尔官方网站 架构平台，可适用于电机控制、工业控制、智能安防、机器人等应用场景。

持续创新的国民威廉希尔官方网站 现已为各行业提供超过200款芯片，包括外设精简、BOM成本极低的N32G0XX系列基本型MCU，和外设丰富、高性价比、安全、低功耗的N32G43X/5X/FR/N32L4X系列主流型MCU，以及可应用于高频、高性能的高端性MCU N32H47X/9X/N32H7XX。

在MCU领域国民威廉希尔官方网站 有着行业领先的威廉希尔官方网站 优势，包括低功耗威廉希尔官方网站 、高性能与架构架构威廉希尔官方网站 、可靠性威廉希尔官方网站 以及数模混合设计架构威廉希尔官方网站 。同时，国民威廉希尔官方网站 的电机参数自动识别威廉希尔官方网站 也处于业内领先水平，通过纯软件的方式即可实现动、静态的电机参数识别，无需硬件成本的增加，并且该威廉希尔官方网站 已在冰箱压缩机上得到了验证。

在会议上，国民威廉希尔官方网站 电控威廉希尔官方网站 部威廉希尔官方网站 总监舒晓华，还分享了基于N32G435系列MCU的低压水泵方案、基于N32G452系列的手持云台方案和基于N32G455系列的PFC空调压缩机解决方案。

其中N32G435系列的低压水泵方案芯片内部集成运放、比较器，有利于降低系统成本，并在７段扫描式数码管采用直接IO驱动的方式，节省了595串并转换芯片，同时支持电机过压、欠压、过流的保护机制，以及空转检测功能。基于N32G452系列的手持云台方案具有低功耗高性能的特点，支持5V和9V两种供电模式，静态功率仅为1.5W，可实现电机运行力度和速度的控制。

在演讲的最后舒晓华还带来了N32系列MCU的新品预告，将会在今年推出N32G43X、N32G10X通用型MCU，和N32S00X低功耗安全芯片，让我们共同期待吧。

MPS高功率密度、一体式电机解决方案

在本次会议上，MPS无刷电机控制开发部经理秦鸿强带来了“MPS高功率密度、高性能智能一体式电机解决方案”的分享。

图：MPS无刷电机控制开发部经理秦鸿强

据秦鸿强表示，MPS的高性能无刷BLDC及伺服方案在网络安全、机器人、医疗传动、门闸机、线性驱动器、纺织等领域均得到了广泛应用。MPS的高性能无刷BLDC及伺服芯片方案涵盖了高性能的驱动器芯片、高精度位置传感器、高集成功率器件及驱动，和业内领先的降压、LDO芯片。

在方案架构方面，推出了可满足对尺寸具有较高要求的MP6710+MP6571解决方案，其中MP6710支持外环、I/O及协议处理，可提供Firmware系统进行调试，MP6571集成了12位编码器和3-ch运放，支持转矩控制。在位置、速度、转矩模式中，该方案具有动态响应好、切换灵活平稳以及丰富的保护特点。

在通用型无刷伺服领域，MPS还推出了MPF36720+MA732解决方案。该方案可搭配100V功率器件及驱动进行使用，内置了低噪音高精度的14位绝对值编码器和两个陷波录波器，可使电机工作更加平滑，并且支持12V至75V的宽压输入，可满足对转矩和位置控制有着更高要求的机器人应用，有利于简化产品的设计和缩短开发周期。

同时为了最大程度的方便用户使用，MPS还配套了简单易用的GUI，通过可视化的界面，对运营工作状态进行实时工作状态的监测，用户还可以选定特定的电机输出量后，观察将其在GUI窗口内的实时波形进行调试，有利于缩短产品的调试周期，加速产品上市。

凌鸥创芯：BLDC芯片产品持续完善，奔向汽车市场

本次会议，凌鸥创芯副总经理黄致恺带来了《基于凌鸥MCU的BLDC热门威廉希尔官方网站 应用与整体解决方案》的主题分享。他在分享中表示，凌鸥创芯自2015年成立，是一家专注于运动控制核心芯片（MCU）、预驱（Gate Driver），以及电源模块（IPM）的企业，主要的目标市场是电动车辆、伺服控制、机器人、电动工具、家用电器等。

图：凌鸥创芯副总经理黄致恺

黄致恺同时透露，凌鸥创芯在2021年导入了12寸先进制程，以满足市场需求，应对去年MCU市场大缺货的挑战。目前已经拥有了数十种型号的MCU产品，目前累计出货量以及突破1亿颗。

在BLDC芯片方面，不仅有针对BLDC市场的MCU产品，还有预驱、IPM、ACDC、DCDC等产品。他同时还透露今年年底将会推出集成预驱和MOSFET的全集成电机驱动IC。

Qorvo：高度集成电机控制方案

Qorvo作为以射频闻名的半导体公司，在收购Active-Semi后，也拥有了其电机与电源产品。本次会上，Qorvo PAC威廉希尔官方网站 销售经理卢秉毅就为广大工程师分享了来自Qorvo的高度集成电机控制方案。

图：Qorvo PAC威廉希尔官方网站 销售经理卢秉毅

传统的电机控制芯片架构有三种，分别是分立控制器芯片、ASIC芯片，以及目前越来越流行的高集成度PAC。PAC这种集成电机控制芯片方案，省去了额外的DC/DC、LDO、MCU、IPM和运放等外围器件，提供了更低的成本、优化的电路以及相对灵活的设计。

Qorvo的PAC产品覆盖了40V到600V的电压范围，按算力分为基于Cortex-M4F和和Cortex-M0的两大系列。卢秉毅表示Qorvo的PAC产品拥有一个巨大的优势，那就是其PAC产品是一个平台化的方案，代码都是兼容的，方便工程师进行二次开发，缩短开发周期。

Qorvo的PAC5285是一款面向40V/20W的BLDC电机控制系统集成方案，它集成了32kB Flash、8kB SRAM的可编程Arm Cortex-M0 MCU，主频为50MHz，同时还集成了10位ADC、gate driver和MOSFET。PAC5285的6x6mm QFN小封装，也适用于那些面积要求严格的设计。在功耗上，PAC5285也拥有极高的优势，休眠电流可以做到8µA @ 12VDC。据卢秉毅透露，Qorvo之后也会对该产品进行车规认证，因为目前汽车中小电机非常多，而且也有往无刷转变的趋势。

PAC5526和PAC5527都是基于Cortex-M4F的PAC芯片，主频为150MHz，是面向48V的高级BLDC控制器。这两款产品的最大特色在于从自举电路换成了charge pump的gate driver，可以做到百分百占空比输出。避免了自举供电的问题。电池供电不足时，也可以通过buck boost继续供电。与PAC5527相比，PAC5526做了一些优化，不再是三路差分采样，而是选了选择了单路。

Qorvo也为其PAC产品提供FOC和方波控制的示例程序，并配有GUI界面，可通过串口进行通信。Qorvo的PAC产品也配备了完整的应用笔记、规格书、编程指南和PCB布线规则等，帮助工程师减少产品设计周期和上市时间。

精测仪器：延长电池供电的BLDC续航能力的深层考虑

人工智能和工业4.0下的电机行业发展机遇，有很多电机驱动产品都是电池供电，但同时也面临一大问题，那就是电池的续航。在电子发烧友举办的“2022年无刷直流电机控制威廉希尔官方网站 研讨会”上，精测仪器高级应用工程师陈珍柱分享了“延长电池供电的BLDC续航能力的生成考虑”这一主题，讲解了电池供电设备的功耗共性和测试挑战。

精测仪器高级应用工程师 陈珍柱

我们在设计电池供电设备时，往往也需要对电池的特性有些了解，比如功耗特性。电流随工作场景大动态范围复杂变化、持续时间变化大，陈珍柱表示，这些特性对于测试手段提出了三大挑战：首先电流转换速度快，测试需要做到高采样率、高分辨率，而且应用场景复杂，既需要捕获瞬态，也需要长时间记录。其次，电流测量必须是高动态范围、高灵敏度和无压降；最后还需要有对海量数据的优化处理和分析能力。

Keysight的直流电源分析仪N6705C就是一款模块式的电源，可以加上1到4路的电源和负载，同时集成了大功率任意波形发生器，内置了电压、电流示波器，能够做到无缝量程的电流测量，检测到极低的休眠电流。N6705C内置电流内阻仿真，可以interwetten与威廉的赔率体系 工作状态下内阻的变化。该设备还支持功能强大的电机控制分析软件（BV9200B）和拖拽式测试序列软件（Testflow）、电池模拟软件（BV9210B）。

电池在循环充放电次数越来越多后，容量越来越低，寿命也会越来越短，端电压不断降低，最终达到无法使用的状态。其次，电池放电容量与倍率和工作温度都有一定的关系。电池的内阻、端电压和内阻这三个参数进行相关的模拟。

电池组直接供电进行测试时面临着不少障碍，比如内阻、SoC容量等电池状态调节困难，电池状态受温度、循环次数、压力等影响大，所以重复性较差。更重要的是，在进行PCS/BMS等研发测试时，如果失效将导致电池的过充/过放，甚至造成一定的安全隐患。最后，在测试过程中，还得用其它的测量设备实时监控电压、电流和电量。而电池模拟器减少了研发电池管理原型机的不确定性，缩短了开发时间。

沁恒微电子：基于RISC-V内核MCU无刷电机应用

沁恒微电子是一家主营MCU芯片和通讯接口芯片的本土公司，公司专注于连接威廉希尔官方网站 和MCU内核研究，坚持全栈IP自主研发模式。定位于专业、易用，致力于为客户提供万物互联、上下互通的芯片及解决方案，产品涵盖计算机周边、手机周边、工业控制、物联网等领域。

在本次研讨会上，沁恒微电子电机应用主任工程师王大伟带来了《基于RISC-V内核MCU无刷电机应用》的分享。沁恒微在MCU内核方面深耕多年，从自研RISC(8bit)、自研E8051、外购Cortex-M0/3内核，再根据高速产品的中断响应、调试接口IO占用和速率等需求自研RISC-V内核，在RISC-V内核方面取得多项领先威廉希尔官方网站 并商用化。

沁恒微全系MCU包括8位RISC极简汇编、E8051、32位低功耗蓝牙；32位高速接口、32位通用5大系列。据介绍，其中适用于电机控制的有CH32V和CH32F两大通用系列；
CH32V系列采用RISC-V内核，CH32F采用Cortex-M3内核。

在关键的配套生态方面，沁恒微能够提供调试工具和量产工具，从开发到量产基于用户便利，同时免费提供自主开发的IDE，面向RISC-V MCU、综合开发、调试、烧录等功能。另外，在开发套件方面，沁恒微也提供了数据手册、开发板、SDK等丰富的套件。

其中，王大伟着重介绍了沁恒微自主开发的虚拟示波器软件，这款软件能够实时展示当前电机各种运行变量，加快开发、故障诊断、问题分析过程；数据传输速率8Mbit/s，支持8通道16位数据50K传输速率；每通道支持2Mbyte数据存储深度；支持波形导出、导入和缩放等功能，具有坐标捕获能力，方便读取数据；如果后续有更高数据吞吐速率的需求，可方便扩展到沁恒快速USB接口，传输速率可达480Mbit/s。

王大伟还介绍了沁恒微CH32系列MCU在电机应用上的多个案例，包括电钻、料理机、电动摩托车等，根据不同应用场景，工程师都可以在CH32系列MCU中找到适用的产品。

兆威机电：基于模型的马达控制器开发

深圳兆威机电股份有限公司（下简称“兆威机电”）是一家集设计、研发 、制造于一体的微型驱动系统方案解决商，同时也是国内精密智能驱动领域的领先企业，聚焦电机驱动系统、精密齿轮传动、电机本体的设计和研发，为客户提供设计到制造全方位解决方案。

在本次研讨会上，兆威机电控制BU经理陈毅东带来了《基于模型的马达控制器开发》的分享。据介绍，基于模型的设计(Model-Based Design)是一种以模型为中心的产品开发方法。MBD减轻产品开发过程对物理模型的高依赖度，摒弃了纯粹采用文字来描述需求和威廉希尔官方网站 规格，而是将模型贯穿于整个产品的生命周期。

而MDB的优点主要有以下几点：方便开展产品设计、评审设计、模型优化、跨团队和领域交流；是产品知识产权的载体；增加软件产品质量，减少风险；提供虚拟对象；可直接生成代码框架和核心算法。
陈毅东进一步介绍，MBD开发流程大致可以分为两个阶段，第一阶段为确认阶段，这一阶段将客户需求转化成具体功能实现；第二阶段为验证阶段，将设计的系统进行多个层面的测试，最后以达到客户需求的验收标准。

在算法模型验证阶段，分为四个步骤，分别从算法到模型构建，再到模型规范检查、以及模型测试。

怎么在同一个平台上快速实现不同的算法？据介绍，Simulink自带了种类繁多、功能强大的模块库，在基于模型设计的开发流程下，不仅通过仿真可以进行早期的验证，还可以使用Simulink进行快速代码生成，可生成如C/C++、PLC等代码，并将其直接应用于PC、MCU、DSP等平台，在嵌入式软件开发中发挥着重要作用。

而在开发产品方面，兆威机电已量产的包括RCU、汽车尾翼和旋转电视均采用了直流电机控制系统，可以准确定位电机运动，控制精度高；系统设计有雷击浪涌防护、限流保护等功能，确保电机适应不同工作环境，提升可靠性。而兆威机电重点关注的应用场景，包括汽车、物联网智能家居、工业自动化、医疗及个人护理等。

瑞萨电子：瑞萨电子高性能32位电机控制MCU

瑞萨电子高级经理谭绍鹏带来了《瑞萨电子高性能32位电机控制MCU》主题演讲。瑞萨半导体作为全球微控制器、模拟功率器件和SoC产品供应商，瑞萨电子可以为汽车、工业、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案。

瑞萨电子高级经理谭绍鹏

目前，瑞萨已经成为全球MCU市场以及汽车电子MCU市场中的第一名，分别占据17%、30%的市场份额。瑞萨电子的MCU产品线为微控制器及微处理器、模拟及功率器件、SoC。其中，微控制器及微处理分为基于Arm®内核以及Renesas自有内核的两大产品线，包括32位MCU、超低能耗8/16位MCU、40nm/28nm制程车用32位MCU等。

瑞萨电子的电机驱动MCU有RL78、RX、RA三大家族。RX家族中，RX66T性能高达928 CoreMark，RX72T更是高达1160CoreMark的领先性能，谭绍鹏提到，领先的MCU配合5V工作电压，更加适合高性能的电机控制系统。此外，RX66T和RX72T还具备了定时器功能单元、模拟功能单元、功能安全的特征。

基于ARM Cortex-M内核，瑞萨电子推出了RA6T2和RA6T1，这是瑞萨电子为了电机和电源应用而优化的规格和产品系列，Flash ROM 均为512kB，Data Flash均为8kB。据介绍，RA6T2 为下一代电机控制所加入的特性，例如三角函数单位、IIR滤波器，三角函数单位支持快速、精确、低波动的数学运算，相比于传统的查表方式，可降低20%左右的运算时间，同时占用更小的ROM空间；IIR滤波器在速度环和电流环控制中可以起到重要的辅助作用，减少约40%的处理时间。

瑞萨电子时刻关注在电机驱动安全性保护，不管是RX还是RA系列等产品，瑞萨电子都提供了工业级的高安全性功能，包括内存保护、加密功能、访问保护。当检测到异常情况时， 无需CPU参与即可关断PWM输出，即时保护电机和变频电路。另外，瑞萨电子还打造了安全加密引擎SCE。

电子发烧友分析师：BLDC电机控制器毛利情况受上游影响，研发投入逐年提高

2021年BLDC的市场规模是179亿美元，预计2025年的市场规模可达223亿美元。预计年复合增长率为5.7%。

现在国内也有不少从事BLDC电机控制器相关的企业。其中，国内上市的控制器相关企业有将近30家，不少都是这两年才上市的。我这里主要截取了市值比较靠前的21家作为对比。这其中汇川威廉希尔官方网站 的市值最高，有1544亿元。

汇川威廉希尔官方网站 主要聚焦在自动化、数字化和智能化的业务主航道，主要的产品有变频器、电梯一体化、PLC、伺服系统、工业机器人、以及新能源汽车电驱系统和电源系统等。去年营收达179亿元，净利润36亿元。

智能控制器的企业有拓邦股份、和而泰、振邦智能、朗科智能、瑞德智能等上市公司。

做变频器和伺服系统的企业有汇川威廉希尔官方网站 、禾川科技、正弦电气、伟创电气、雷赛智能、信捷电气等。

电子发烧友对这21家控制器上市公司近三年的毛利率情况做了一个统计，从这个表格中，我们可以明显看到几乎所有的企业2021年的毛利率都比2020年低，而2020年几乎都比2019年的毛利率高。

相信这跟去年半导体行业大涨价不无关系。造成了原材料成本的大幅上涨。

根据我们了解到的信息：TI战略性调整了，更侧重电源和驱动芯片，去年的涨幅最大，从5%~70%不等，越低ASP的产品涨幅越大；ST从MOS到MCU产品都有，大概涨了22%；NXP的产品涨幅在15%左右。当然这个是原厂涨的价格，不是现货市场的涨幅。

但业内人士普遍预计，现在涨价应该接近尾声了，因为有些消费端的需求已经降下来，要是再涨价，可能很多需求会被抑制。

我们看到MOSFET的价格也已经在逐步回落了。2019年开始，美国万代被台湾MOS管替代得非常快。在去年Q3-Q4涨过价了，今年价格已经有微小回落。预计，MOSFET今年可能会有降价的窗口出现。

其实，除了IC和MOSFET，变压器和铜价、磁芯有关系（去年磁芯涨50%，整体变压器涨8-15%），不过，今年变压器是下降的趋势。

此外，我们统计了这21家企业的研发投入情况，发现10%研发投入的企业基本都是做工业类和汽车类控制器的，家电和电动工具类企业的研发投入基本在4%左右。

不过可喜的是，从近三年的研发投入看的话，其实大部分企业的研发投入每年都有不同程度的增加。