2022年5月19日，由全球知名電子科技媒體<電子發燒友>主辦的2022第七屆（春季）無刷直流電機控制技術研討會在中國深圳成功舉辦。本次會議，兆易創新、國民技術、MPS、凌歐創芯、Qorvo、Keysight、南京沁恒微、兆威機電、瑞薩電子等國內外知名企業的專家和領導帶來了最新的技術分享。

電子發燒友總經理張迎輝在致辭中表示，今年專注于電機驅動芯片的國產芯片公司，成功上市科創板，電機驅動是科創技術的熱點題材。國內眾多芯片企業專注于此領域，特別多電機應用落地，眾多先進創新產品問世，不僅在消費品領域，還在工業、通信、醫療、汽車甚至是航空航天國防等領域，提供了更多有競爭力的解決方案。

圖：電子發燒友總經理張迎輝

BLDC電機有著與其他電機不同的特點，它可以做到更節能、更高速、更安靜、更精確、更小的抖動，還可以體積更小和更便攜靈活。

BLDC電機驅動板的設計技術覆蓋開源算法和軟件、芯片硬件、驅動控制算法。應用方案開發還需要芯片工程師、電機工程師和產品應用開發工程師們的協同努力。通過電機驅動技術協同產品應用的創新，我們看到了新型的電動汽車、無人機、航空飛行器、仿真機器人甚至是新型遠程作戰武器等一大波嶄新的終端產品。

兆易創新：提供多維度的電機驅動解決方案

在會上，兆易創新產品市場資深經理陳奇帶來主題為《GD32 MCU為電機驅動提供多維度的解決方案》的分享。兆易創新從2013年推出第一顆Cortex-M3 GD32 MCU之后，如今已經形成非常豐富的GD32 MCU產品家族，每年MCU銷量達到2-3億顆。

圖：兆易創新產品市場資深經理陳奇

針對不同的需求，兆易創新都可以提供相應的產品型號。1、成本敏感方面的應用，比如滑板平衡車，需要FOC矢量控制，方波控制，單電阻或三電阻采樣，可以采用GD32E230、GD32F310、GD32F330、GD32F350；2、主流需求方面，比如洗衣機的控制板，需要FOC矢量控制，單電阻電流采樣，同時控制電機+PFC，無傳感算法，可以采用GD32F303、GD32E103、GD32VF103；3、強算力需求方面，需要高動態性能FOC，多種實時通信需求，同時控制2臺BLDC/PMSM，支持多種無傳感器算法，可以采用GD32F470、GD32F427、GD32E505、GD32E507。

在大會，陳奇還重點介紹了公司2021年推出的無線連接MCU 新產品系列GD32W515，內核采用Cortex-M33，核心主頻最高達到180MHz，存儲SRAM最高達到448KB，Flash容量達到2048KB。

GD32W515系列產品包括GD32W515T1Q6，QFN32封裝，GD32W515P0Q6、GD32W515P1Q6，采用QFN56封裝。GD32W515系列產品是首顆內置TrustZone的WiFi MCU，通過Arm PSA認證，WiFi支持最新WPA3和管理幀保護等功能。

GD32W515系列產品已通過WFA認證、RFFCC/CE認證、與各品牌Router兼容性高，SDK支持MDK/GCC等開發環境，及FRTOS，RT-Thread，Harmony等OS。

開發生態環境方面，GD32 MCU全功能開發板，支持MCU外設全功能評估，包括IO接口、外部存儲器總線和LCD等等，板上支持GD-link，可用引腳全部用插針引出，便于驗證測試；提供GD32 MCU最小系統板，基于GD32系列入門級開發套件，可用引腳全部用插針引出，便于驗證測試，支持板載GD-link，也可外接其他仿真器，支持Arduino兼容接口。

國民技術N32通用MCU，助力變頻控制技術創新

國民技術電控技術部技術總監舒曉華在會議上帶來了關于“助力變頻控制技術創新·基于國民技術N32 通用MCU的電控應用分享”。

圖：國民技術電控技術部技術總監舒曉華

舒曉華表示，在如今的電機控制市場中，直流無刷電機正在逐漸替代有刷電機，醫療、數控、汽車航天等領域的電機變頻控制正朝著高性能、高節能等方向追求。隨著農業智慧化、工廠智能化、家居人性化對生產力和舒適度要求的提高，電機變頻控制技術普及率也得到了快速增長。

國民技術專門針對高性能MCU、高性能電控算法、電控技術集成化和電控技術SOC化推出了N32（GL）系列通用型MCU產品，覆蓋了M0、M4F、M7等SOC技術架構平臺，可適用于電機控制、工業控制、智能安防、機器人等應用場景。

持續創新的國民技術現已為各行業提供超過200款芯片，包括外設精簡、BOM成本極低的N32G0XX系列基本型MCU，和外設豐富、高性價比、安全、低功耗的N32G43X/5X/FR/N32L4X系列主流型MCU，以及可應用于高頻、高性能的高端性MCU N32H47X/9X/N32H7XX。

在MCU領域國民技術有著行業領先的技術優勢，包括低功耗技術、高性能與架構架構技術、可靠性技術以及數?；旌显O計架構技術。同時，國民技術的電機參數自動識別技術也處于業內領先水平，通過純軟件的方式即可實現動、靜態的電機參數識別，無需硬件成本的增加，并且該技術已在冰箱壓縮機上得到了驗證。

在會議上，國民技術電控技術部技術總監舒曉華，還分享了基于N32G435系列MCU的低壓水泵方案、基于N32G452系列的手持云臺方案和基于N32G455系列的PFC空調壓縮機解決方案。

其中N32G435系列的低壓水泵方案芯片內部集成運放、比較器，有利于降低系統成本，并在７段掃描式數碼管采用直接IO驅動的方式，節省了595串并轉換芯片，同時支持電機過壓、欠壓、過流的保護機制，以及空轉檢測功能?；贜32G452系列的手持云臺方案具有低功耗高性能的特點，支持5V和9V兩種供電模式，靜態功率僅為1.5W，可實現電機運行力度和速度的控制。

在演講的最后舒曉華還帶來了N32系列MCU的新品預告，將會在今年推出N32G43X、N32G10X通用型MCU，和N32S00X低功耗安全芯片，讓我們共同期待吧。

MPS高功率密度、一體式電機解決方案

在本次會議上，MPS無刷電機控制開發部經理秦鴻強帶來了“MPS高功率密度、高性能智能一體式電機解決方案”的分享。

圖：MPS無刷電機控制開發部經理秦鴻強

據秦鴻強表示，MPS的高性能無刷BLDC及伺服方案在網絡安全、機器人、醫療傳動、門閘機、線性驅動器、紡織等領域均得到了廣泛應用。MPS的高性能無刷BLDC及伺服芯片方案涵蓋了高性能的驅動器芯片、高精度位置傳感器、高集成功率器件及驅動，和業內領先的降壓、LDO芯片。

在方案架構方面，推出了可滿足對尺寸具有較高要求的MP6710+MP6571解決方案，其中MP6710支持外環、I/O及協議處理，可提供Firmware系統進行調試，MP6571集成了12位編碼器和3-ch運放，支持轉矩控制。在位置、速度、轉矩模式中，該方案具有動態響應好、切換靈活平穩以及豐富的保護特點。

在通用型無刷伺服領域，MPS還推出了MPF36720+MA732解決方案。該方案可搭配100V功率器件及驅動進行使用，內置了低噪音高精度的14位絕對值編碼器和兩個陷波錄波器，可使電機工作更加平滑，并且支持12V至75V的寬壓輸入，可滿足對轉矩和位置控制有著更高要求的機器人應用，有利于簡化產品的設計和縮短開發周期。

同時為了最大程度的方便用戶使用，MPS還配套了簡單易用的GUI，通過可視化的界面，對運營工作狀態進行實時工作狀態的監測，用戶還可以選定特定的電機輸出量后，觀察將其在GUI窗口內的實時波形進行調試，有利于縮短產品的調試周期，加速產品上市。

凌鷗創芯：BLDC芯片產品持續完善，奔向汽車市場

本次會議，凌鷗創芯副總經理黃致愷帶來了《基于凌鷗MCU的BLDC熱門技術應用與整體解決方案》的主題分享。他在分享中表示，凌鷗創芯自2015年成立，是一家專注于運動控制核心芯片（MCU）、預驅（Gate Driver），以及電源模塊（IPM）的企業，主要的目標市場是電動車輛、伺服控制、機器人、電動工具、家用電器等。

圖：凌鷗創芯副總經理黃致愷

黃致愷同時透露，凌鷗創芯在2021年導入了12寸先進制程，以滿足市場需求，應對去年MCU市場大缺貨的挑戰。目前已經擁有了數十種型號的MCU產品，目前累計出貨量以及突破1億顆。

在BLDC芯片方面，不僅有針對BLDC市場的MCU產品，還有預驅、IPM、ACDC、DCDC等產品。他同時還透露今年年底將會推出集成預驅和MOSFET的全集成電機驅動IC。

Qorvo：高度集成電機控制方案

Qorvo作為以射頻聞名的半導體公司，在收購Active-Semi后，也擁有了其電機與電源產品。本次會上，Qorvo PAC技術銷售經理盧秉毅就為廣大工程師分享了來自Qorvo的高度集成電機控制方案。

圖：Qorvo PAC技術銷售經理盧秉毅

傳統的電機控制芯片架構有三種，分別是分立控制器芯片、ASIC芯片，以及目前越來越流行的高集成度PAC。PAC這種集成電機控制芯片方案，省去了額外的DC/DC、LDO、MCU、IPM和運放等外圍器件，提供了更低的成本、優化的電路以及相對靈活的設計。

Qorvo的PAC產品覆蓋了40V到600V的電壓范圍，按算力分為基于Cortex-M4F和和Cortex-M0的兩大系列。盧秉毅表示Qorvo的PAC產品擁有一個巨大的優勢，那就是其PAC產品是一個平臺化的方案，代碼都是兼容的，方便工程師進行二次開發，縮短開發周期。

Qorvo的PAC5285是一款面向40V/20W的BLDC電機控制系統集成方案，它集成了32kB Flash、8kB SRAM的可編程Arm Cortex-M0 MCU，主頻為50MHz，同時還集成了10位ADC、gate driver和MOSFET。PAC5285的6x6mm QFN小封裝，也適用于那些面積要求嚴格的設計。在功耗上，PAC5285也擁有極高的優勢，休眠電流可以做到8μA @ 12VDC。據盧秉毅透露，Qorvo之后也會對該產品進行車規認證，因為目前汽車中小電機非常多，而且也有往無刷轉變的趨勢。

PAC5526和PAC5527都是基于Cortex-M4F的PAC芯片，主頻為150MHz，是面向48V的高級BLDC控制器。這兩款產品的最大特色在于從自舉電路換成了charge pump的gate driver，可以做到百分百占空比輸出。避免了自舉供電的問題。電池供電不足時，也可以通過buck boost繼續供電。與PAC5527相比，PAC5526做了一些優化，不再是三路差分采樣，而是選了選擇了單路。

Qorvo也為其PAC產品提供FOC和方波控制的示例程序，并配有GUI界面，可通過串口進行通信。Qorvo的PAC產品也配備了完整的應用筆記、規格書、編程指南和PCB布線規則等，幫助工程師減少產品設計周期和上市時間。

精測儀器：延長電池供電的BLDC續航能力的深層考慮

人工智能和工業4.0下的電機行業發展機遇，有很多電機驅動產品都是電池供電，但同時也面臨一大問題，那就是電池的續航。在電子發燒友舉辦的“2022年無刷直流電機控制技術研討會”上，精測儀器高級應用工程師陳珍柱分享了“延長電池供電的BLDC續航能力的生成考慮”這一主題，講解了電池供電設備的功耗共性和測試挑戰。

精測儀器高級應用工程師 陳珍柱

我們在設計電池供電設備時，往往也需要對電池的特性有些了解，比如功耗特性。電流隨工作場景大動態范圍復雜變化、持續時間變化大，陳珍柱表示，這些特性對于測試手段提出了三大挑戰：首先電流轉換速度快，測試需要做到高采樣率、高分辨率，而且應用場景復雜，既需要捕獲瞬態，也需要長時間記錄。其次，電流測量必須是高動態范圍、高靈敏度和無壓降；最后還需要有對海量數據的優化處理和分析能力。

Keysight的直流電源分析儀N6705C就是一款模塊式的電源，可以加上1到4路的電源和負載，同時集成了大功率任意波形發生器，內置了電壓、電流示波器，能夠做到無縫量程的電流測量，檢測到極低的休眠電流。N6705C內置電流內阻仿真，可以模擬工作狀態下內阻的變化。該設備還支持功能強大的電機控制分析軟件（BV9200B）和拖拽式測試序列軟件（Testflow）、電池模擬軟件（BV9210B）。

電池在循環充放電次數越來越多后，容量越來越低，壽命也會越來越短，端電壓不斷降低，最終達到無法使用的狀態。其次，電池放電容量與倍率和工作溫度都有一定的關系。電池的內阻、端電壓和內阻這三個參數進行相關的模擬。

電池組直接供電進行測試時面臨著不少障礙，比如內阻、SoC容量等電池狀態調節困難，電池狀態受溫度、循環次數、壓力等影響大，所以重復性較差。更重要的是，在進行PCS/BMS等研發測試時，如果失效將導致電池的過充/過放，甚至造成一定的安全隱患。最后，在測試過程中，還得用其它的測量設備實時監控電壓、電流和電量。而電池模擬器減少了研發電池管理原型機的不確定性，縮短了開發時間。

沁恒微電子：基于RISC-V內核MCU無刷電機應用

沁恒微電子是一家主營MCU芯片和通訊接口芯片的本土公司，公司專注于連接技術和MCU內核研究，堅持全棧IP自主研發模式。定位于專業、易用，致力于為客戶提供萬物互聯、上下互通的芯片及解決方案，產品涵蓋計算機周邊、手機周邊、工業控制、物聯網等領域。

在本次研討會上，沁恒微電子電機應用主任工程師王大偉帶來了《基于RISC-V內核MCU無刷電機應用》的分享。沁恒微在MCU內核方面深耕多年，從自研RISC(8bit)、自研E8051、外購Cortex-M0/3內核，再根據高速產品的中斷響應、調試接口IO占用和速率等需求自研RISC-V內核，在RISC-V內核方面取得多項領先技術并商用化。

沁恒微全系MCU包括8位RISC極簡匯編、E8051、32位低功耗藍牙；32位高速接口、32位通用5大系列。據介紹，其中適用于電機控制的有CH32V和CH32F兩大通用系列；
CH32V系列采用RISC-V內核，CH32F采用Cortex-M3內核。

在關鍵的配套生態方面，沁恒微能夠提供調試工具和量產工具，從開發到量產基于用戶便利，同時免費提供自主開發的IDE，面向RISC-V MCU、綜合開發、調試、燒錄等功能。另外，在開發套件方面，沁恒微也提供了數據手冊、開發板、SDK等豐富的套件。

其中，王大偉著重介紹了沁恒微自主開發的虛擬示波器軟件，這款軟件能夠實時展示當前電機各種運行變量，加快開發、故障診斷、問題分析過程；數據傳輸速率8Mbit/s，支持8通道16位數據50K傳輸速率；每通道支持2Mbyte數據存儲深度；支持波形導出、導入和縮放等功能，具有坐標捕獲能力，方便讀取數據；如果后續有更高數據吞吐速率的需求，可方便擴展到沁恒快速USB接口，傳輸速率可達480Mbit/s。

王大偉還介紹了沁恒微CH32系列MCU在電機應用上的多個案例，包括電鉆、料理機、電動摩托車等，根據不同應用場景，工程師都可以在CH32系列MCU中找到適用的產品。

兆威機電：基于模型的馬達控制器開發

深圳兆威機電股份有限公司（下簡稱“兆威機電”）是一家集設計、研發 、制造于一體的微型驅動系統方案解決商，同時也是國內精密智能驅動領域的領先企業，聚焦電機驅動系統、精密齒輪傳動、電機本體的設計和研發，為客戶提供設計到制造全方位解決方案。

在本次研討會上，兆威機電控制BU經理陳毅東帶來了《基于模型的馬達控制器開發》的分享。據介紹，基于模型的設計(Model-Based Design)是一種以模型為中心的產品開發方法。MBD減輕產品開發過程對物理模型的高依賴度，摒棄了純粹采用文字來描述需求和技術規格，而是將模型貫穿于整個產品的生命周期。

而MDB的優點主要有以下幾點：方便開展產品設計、評審設計、模型優化、跨團隊和領域交流；是產品知識產權的載體；增加軟件產品質量，減少風險；提供虛擬對象；可直接生成代碼框架和核心算法。
陳毅東進一步介紹，MBD開發流程大致可以分為兩個階段，第一階段為確認階段，這一階段將客戶需求轉化成具體功能實現；第二階段為驗證階段，將設計的系統進行多個層面的測試，最后以達到客戶需求的驗收標準。

在算法模型驗證階段，分為四個步驟，分別從算法到模型構建，再到模型規范檢查、以及模型測試。

怎么在同一個平臺上快速實現不同的算法？據介紹，Simulink自帶了種類繁多、功能強大的模塊庫，在基于模型設計的開發流程下，不僅通過仿真可以進行早期的驗證，還可以使用Simulink進行快速代碼生成，可生成如C/C++、PLC等代碼，并將其直接應用于PC、MCU、DSP等平臺，在嵌入式軟件開發中發揮著重要作用。

而在開發產品方面，兆威機電已量產的包括RCU、汽車尾翼和旋轉電視均采用了直流電機控制系統，可以準確定位電機運動，控制精度高；系統設計有雷擊浪涌防護、限流保護等功能，確保電機適應不同工作環境，提升可靠性。而兆威機電重點關注的應用場景，包括汽車、物聯網智能家居、工業自動化、醫療及個人護理等。

瑞薩電子：瑞薩電子高性能32位電機控制MCU

瑞薩電子高級經理譚紹鵬帶來了《瑞薩電子高性能32位電機控制MCU》主題演講。瑞薩半導體作為全球微控制器、模擬功率器件和SoC產品供應商，瑞薩電子可以為汽車、工業、基礎設施及物聯網等各種應用提供綜合解決方案。

瑞薩電子高級經理譚紹鵬

目前，瑞薩已經成為全球MCU市場以及汽車電子MCU市場中的第一名，分別占據17%、30%的市場份額。瑞薩電子的MCU產品線為微控制器及微處理器、模擬及功率器件、SoC。其中，微控制器及微處理分為基于Arm?內核以及Renesas自有內核的兩大產品線，包括32位MCU、超低能耗8/16位MCU、40nm/28nm制程車用32位MCU等。

瑞薩電子的電機驅動MCU有RL78、RX、RA三大家族。RX家族中，RX66T性能高達928 CoreMark，RX72T更是高達1160CoreMark的領先性能，譚紹鵬提到，領先的MCU配合5V工作電壓，更加適合高性能的電機控制系統。此外，RX66T和RX72T還具備了定時器功能單元、模擬功能單元、功能安全的特征。

基于ARM Cortex-M內核，瑞薩電子推出了RA6T2和RA6T1，這是瑞薩電子為了電機和電源應用而優化的規格和產品系列，Flash ROM 均為512kB，Data Flash均為8kB。據介紹，RA6T2 為下一代電機控制所加入的特性，例如三角函數單位、IIR濾波器，三角函數單位支持快速、精確、低波動的數學運算，相比于傳統的查表方式，可降低20%左右的運算時間，同時占用更小的ROM空間；IIR濾波器在速度環和電流環控制中可以起到重要的輔助作用，減少約40%的處理時間。

瑞薩電子時刻關注在電機驅動安全性保護，不管是RX還是RA系列等產品，瑞薩電子都提供了工業級的高安全性功能，包括內存保護、加密功能、訪問保護。當檢測到異常情況時， 無需CPU參與即可關斷PWM輸出，即時保護電機和變頻電路。另外，瑞薩電子還打造了安全加密引擎SCE。

電子發燒友分析師：BLDC電機控制器毛利情況受上游影響，研發投入逐年提高

2021年BLDC的市場規模是179億美元，預計2025年的市場規?？蛇_223億美元。預計年復合增長率為5.7%。

現在國內也有不少從事BLDC電機控制器相關的企業。其中，國內上市的控制器相關企業有將近30家，不少都是這兩年才上市的。我這里主要截取了市值比較靠前的21家作為對比。這其中匯川技術的市值最高，有1544億元。

匯川技術主要聚焦在自動化、數字化和智能化的業務主航道，主要的產品有變頻器、電梯一體化、PLC、伺服系統、工業機器人、以及新能源汽車電驅系統和電源系統等。去年營收達179億元，凈利潤36億元。

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

做變頻器和伺服系統的企業有匯川技術、禾川科技、正弦電氣、偉創電氣、雷賽智能、信捷電氣等。

電子發燒友對這21家控制器上市公司近三年的毛利率情況做了一個統計，從這個表格中，我們可以明顯看到幾乎所有的企業2021年的毛利率都比2020年低，而2020年幾乎都比2019年的毛利率高。

相信這跟去年半導體行業大漲價不無關系。造成了原材料成本的大幅上漲。

根據我們了解到的信息：TI戰略性調整了，更側重電源和驅動芯片，去年的漲幅最大，從5%~70%不等，越低ASP的產品漲幅越大；ST從MOS到MCU產品都有，大概漲了22%；NXP的產品漲幅在15%左右。當然這個是原廠漲的價格，不是現貨市場的漲幅。

但業內人士普遍預計，現在漲價應該接近尾聲了，因為有些消費端的需求已經降下來，要是再漲價，可能很多需求會被抑制。

我們看到MOSFET的價格也已經在逐步回落了。2019年開始，美國萬代被臺灣MOS管替代得非常快。在去年Q3-Q4漲過價了，今年價格已經有微小回落。預計，MOSFET今年可能會有降價的窗口出現。

其實，除了IC和MOSFET，變壓器和銅價、磁芯有關系（去年磁芯漲50%，整體變壓器漲8-15%），不過，今年變壓器是下降的趨勢。

此外，我們統計了這21家企業的研發投入情況，發現10%研發投入的企業基本都是做工業類和汽車類控制器的，家電和電動工具類企業的研發投入基本在4%左右。

不過可喜的是，從近三年的研發投入看的話，其實大部分企業的研發投入每年都有不同程度的增加。