一、BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片行業(yè)概況

1、BLDC國(guó)內(nèi)廠商逐漸走向市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)前沿

因行業(yè)發(fā)展的原因，BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片領(lǐng)域在2010年之前主要由國(guó)外知名廠商組成，2010-2015年，國(guó)內(nèi)本土廠商逐漸嶄露頭角，2015年之后逐漸走向行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)前沿，開始與國(guó)際廠商抗衡。

2、BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的行業(yè)技術(shù)水平

目前國(guó)內(nèi)外電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制主控芯片大多采用ARM公司Cortex-M內(nèi)核架構(gòu)。采用外部通用內(nèi)核有利于降低芯片設(shè)計(jì)門檻，減少對(duì)技術(shù)積累的依賴，但也帶來核心技術(shù)依賴外部企業(yè)、需要支付IP授權(quán)費(fèi)用、產(chǎn)品性能和成本不容易控制等問題。在控制算法層面，企業(yè)通常在通用芯片上通過軟件編程來實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制算法。

3、BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片需求潛力巨大

BLDC電機(jī)由于轉(zhuǎn)矩密度高，非常適合于移動(dòng)式產(chǎn)品中，如無人機(jī)、機(jī)器人和電動(dòng)汽車等；高轉(zhuǎn)矩密度的電機(jī)意味著同樣轉(zhuǎn)矩下電機(jī)的尺寸較小、重量較輕，這也促進(jìn)產(chǎn)生了許多新的產(chǎn)品，例如高速吸塵器和高速吹風(fēng)機(jī)等。BLDC電機(jī)在逐步替代傳統(tǒng)電機(jī)的同時(shí)，其所催化出的新產(chǎn)品與新應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷涌現(xiàn)。

BLDC電機(jī)具有高效率、低能耗的優(yōu)勢(shì)，充分契合了下游應(yīng)用領(lǐng)域節(jié)能減排的趨勢(shì)，隨著BLDC電機(jī)需求穩(wěn)步增長(zhǎng)并且不斷向新應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，高性能BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片面臨較好發(fā)展機(jī)遇。專家預(yù)測(cè)全球BLDC電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模將從2019年的163億美元，增長(zhǎng)到2022年的197億美元，增長(zhǎng)幅度達(dá)到20.86%；2018年至2023年期間中國(guó)BLDC電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模年均增速達(dá)15%，超過全球市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度。

二、BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制芯片的發(fā)展趨勢(shì)

1、BLDC電機(jī)及控制逐漸成為行業(yè)主流

BLDC電機(jī)行業(yè)得益于顯著性能優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)需求不斷增長(zhǎng)。高性能BLDC電機(jī)是未來電機(jī)發(fā)展的重要趨勢(shì)，與之配套的高性能電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制專用芯片迎來發(fā)展良機(jī)。

隨著消費(fèi)者生活水平的提升以及消費(fèi)市場(chǎng)的消費(fèi)升級(jí)，終端市場(chǎng)對(duì)電機(jī)控制性能提出了更高的要求，不僅限于電機(jī)開關(guān)或簡(jiǎn)單變檔的控制，還需要電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、低噪音、多功能的控制，例如變頻冰箱、變頻空調(diào)的比例逐年上升，料理機(jī)、洗碗機(jī)等廚電均有了多種多樣的功能供消費(fèi)者選擇，吹風(fēng)機(jī)、吸塵器等小家電在追求高轉(zhuǎn)速的同時(shí)追求低噪音、低振動(dòng)的控制效果，以上更高的性能要求均需要控制芯片予以實(shí)現(xiàn)，從而對(duì)芯片設(shè)計(jì)公司提出了更高的要求。

2、無感FOC控制算法成為主流趨勢(shì)

BLDC電機(jī)控制中，算法發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其優(yōu)劣直接影響電機(jī)的控制性能。算法自身隨著技術(shù)的發(fā)展不斷進(jìn)行迭代更新，從方波控制向有感SVPWM、FOC方向發(fā)展，伴隨控制性能不斷提升，算法復(fù)雜度也隨之提升，對(duì)控制芯片的計(jì)算量和計(jì)算速度的要求也越來越高。

各種控制算法均有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，具體的選擇需要依據(jù)最終應(yīng)用領(lǐng)域而定，無感FOC控制算法最為先進(jìn)，能夠最大程度上實(shí)現(xiàn)高效率、低振動(dòng)、低噪音以及高響應(yīng)速度等控制目標(biāo)，因此逐漸成為主流趨勢(shì)。無感FOC算法復(fù)雜，調(diào)試參數(shù)較多，對(duì)算法設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)有極高要求。擁有全系列產(chǎn)品，可以滿足不同客戶對(duì)控制算法的不同需求，為終端客戶提供整體系統(tǒng)級(jí)解決方案。

3、單芯片、全集成是主流趨勢(shì)

更高集成度一直是集成電路設(shè)計(jì)行業(yè)不斷探索的目標(biāo)。就電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制專用芯片而言，如果單顆芯片能集成更多的器件和功能，則其應(yīng)用于具體下游產(chǎn)品時(shí)，可大大簡(jiǎn)化外圍電路、減少外圍器件，更好地滿足應(yīng)用需求，在幫助客戶降低成本的同時(shí)，提升整體方案的可靠性。

武漢芯源半導(dǎo)體在2021年推出的CW32F030系列微控制器，該控制器全面實(shí)現(xiàn)-40℃-105℃超寬溫度范圍和1.65V-5.5V超寬工作電壓，面向最廣泛的各種基礎(chǔ)應(yīng)用。CW32F030C8T6基于ARM公司Cortex-M0+內(nèi)核，最高主頻64MHZ，64K字節(jié)FLASH,8K字節(jié)RAM，采用LQFP48封裝，是一款高性價(jià)比的國(guó)產(chǎn)MCU。

三、基于CW32F030C8T6直流無刷電機(jī)評(píng)估開發(fā)板

CW32_BLCD_EVA評(píng)估套件，含有一套專用下載調(diào)試器，一塊評(píng)估板主體，一臺(tái)BLDC電機(jī)（帶120度霍爾傳感）及一臺(tái)24V3A電源。評(píng)估板載有一個(gè)0.91寸OLED顯示屏，三個(gè)獨(dú)立按鍵，3路用戶指示燈，一個(gè)復(fù)位按鍵，一個(gè)電位器，一個(gè)蜂鳴器，一路USART接口，這些資源可以作為CW32的快速評(píng)估使用。電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路采用國(guó)產(chǎn)EG3013芯片及國(guó)產(chǎn)MOS，可作為低性價(jià)比方案參考。驅(qū)動(dòng)具有專用電機(jī)接口，及擴(kuò)展電機(jī)接口。快速評(píng)估后，用戶可接入自己的電機(jī)進(jìn)行調(diào)試。

CW32_BLCD_EVA評(píng)估板資源配置圖如下：

產(chǎn)品實(shí)物展示：

CW32_BLCD_EVA驅(qū)動(dòng)電壓支持寬電壓范圍：12~36V，驅(qū)動(dòng)電流3A。CW32_BLCD_EVA電機(jī)評(píng)估套件含有豐富的進(jìn)階例程以及電機(jī)專用例程，如支持方波有感，方波無感，速度開環(huán)，速度閉環(huán)，電流采集，電壓采集，溫度采集，多種故障保護(hù)策略等多種功能，是用戶基于CW32的BLDC 快速評(píng)估的好工具。

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