電子發燒友網報道（文/李寧遠）隨著主控芯片、驅動技術、功率半導體技術、控制算法以及高性能稀土永磁材料的不斷發展，高效電機越來越重要。電機系統要求長使用壽命、低維護、低能耗以及對電壓波動的高耐受性。以高能效著稱的BLDC和PMSM開始受到電機行業的大力追捧。

而且對節能電機的需求一部分也是由電價上漲和嚴格的電力消費標準推動的，下游終端市場正逐漸轉向采用高效的電動系統來緩解能源壓力。與日俱增的高標準性能要求下，BLDC市場逐步擴大。

需求空間持續穩定增長的BLDC市場

BLDC電機憑借高可靠性、低振動、高效率、低噪音、節能降耗的性能優勢及電機節能降耗國家性強制標準的推行，在智能小家電、電動工具、白色家電等下游終端領域的滲透率提升得尤為快速。

尤其現在終端市場對電機控制性能提出了更高的要求，不僅限于電機開關或簡單變檔的控制，還需要電機能夠實現高效率、低噪音、多功能的復雜控制任務，例如變頻冰箱、變頻空調的比例逐年上升，料理機、洗碗機等廚電均有了多種多樣的功能供消費者選擇，吹風機、吸塵器等小家電在追求高轉速的同時追求低噪音、低振動的控制效果。

變頻洗衣機、變頻冰箱、變頻空調是BLDC滲透很快的領域，都在50%以上。相比之下其他智能小家電領域，BLDC電機替代效應起步稍慢，滲透率仍較低，與行業滲透率天花板之間存在較大的發展空間。因此，BLDC電機需求將在較長時間內持續穩定增長，當然這也為BLDC電機驅動控制芯片提供了廣闊的發展空間。

根據Grand view Research發布的BLDC調研統計，2022年全球無刷直流電機市場規模為188.254億美元，2023年預計市場規模為198.638億美元，并以年復合增長率6.5%增長到2030年的308.624億美元。

和此前調研機構預測的數據相比，BLDC的增長并沒有預估得那么迅猛，但在近一年行業不景氣的形勢下，BLDC市場仍然實現了增長已實屬不易。BLDC電機下游應用存量市場和增量市場多點開花，相關的BLDC驅動控制芯片自然有著充足的市場需求。

BLDC控制芯片（主控MCU）市場競爭的特點也很鮮明。首先通用MCU芯片架構和專用芯片架構和諧共存。通用 MCU 芯片內核架構一般采用 ARM 公司提供的Cortex-M系列內核，現在RISC-V架構也在逐漸增多，當然也有選擇廠商自研的芯片架構。

其次，不同廠商在不同的應用領域有著各自的競爭優勢，有些在高速吸塵器、直流變
頻電風扇、無繩電動工具等領域耕耘占據市場份額，有些在變頻白色家電等領域保持強大競爭力。

從智能小家電、運動出行、電動工具、白色家電到智能機器人、工業與汽車，BLDC因其所具備優異的性能優勢將得到廣泛使用，不斷替換下游各領域產品中的傳統電機，市場將不斷滲透，也帶動了BLDC電機驅動控制芯片需求持續旺盛。

實現BLDC多功能的核心——控制

上面提到的，高效率、低噪音、多功能復雜控制任務的實現，高轉速的同時低噪音、低振動效果的呈現，都和電機控制息息相關。這個控制，可以理解為硬件層面主控IC的要求和軟件層面控制算法的要求，這二者是密不可分的。

算法優劣肯定是直接影響控制性能的，算法自身隨著控制技術的發展不斷進行迭代更新，伴隨控制性能不斷提升，算法復雜度也隨之提升。算法復雜度的提升，需要計算速度和計算量的大幅提升，因此現在對主控芯片的硬件指標要求也越來越高。

從不同應用終端的控制方式迭代我們可以看到趨勢是在往無感和FOC上發展。冰箱最早用定頻控制，后來多用120度方波BLDC，現在無感FOC直流變頻是最優解；洗衣機最早也用定頻控制，后來用有感SVPWM的BLDC/DD，現在也轉向無感FOC的BLDC/DD；電吹風最早用串激電機不需要電子控制，后來開始用BLDC實現無級調速，現在也是FOC控制很有代表性的終端應用。還有電動平衡車，最早用三相BLDC有感方波控制，后來用有感FOC，現在也轉向無感FOC。

從方波控制到SVPWM到FOC，從有感到無感，控制算法復雜度一步步增加，BLDC控制性能也隨之一步步飛躍。無感加FOC的控制算法最為先進，能夠最大程度上實現高效率、低振動、低噪音以及高響應速度的控制效果。

無感為整個電機控制系統帶來了更為簡潔的布局并降低了傳感器失效的風險，FOC能在最大程度上實現更高的效率、更低的振動、更小的噪音、更平穩的轉矩控制以及更快的動態響應速度等精密控制目標，在講究高功率密度緊湊型設計的現今，無感和FOC的確更難但也更有發展前景，是未來的技術發展趨勢。

為了實現這些復雜的運算，主控芯片也在升級。現在很多芯片廠商都開發了專用于BLDC的主控MCU，而且也應用自家的芯片實現了控制的相關算法，或者是將控制相關的模塊、器件使用硬件的方式集成在了芯片內部來進行控制。這體現了電機算法硬件化模塊化和電機控制器件集成化的技術趨勢。

高集成度發展其實不言而喻，整個芯片行業都是在向高集成方向發展，電機驅控芯片經歷了從完全分離、到集成運放和比較器、集成預驅動、集成電源和MOSFET，到現在全集成模塊，高度集成是BLDC芯片一個核心發展趨勢。

控制算法硬件化模塊化也是一個必然的發展趨勢，算法復雜度不斷提升，開發門檻越來越高，而電機控制方案是在不斷升級的，算法通過硬件化降低開發門檻是更友好的選擇。而且算法硬件化后，本身就能提高對參數的敏感度， 有效提高MCU芯片運算速度，運算速度較純軟件計算更快，算法模塊化后大大減少CPU占用。對于高性能電機控制來說，這一趨勢會發展得非常快。

當然，主控芯片本身性能優劣也直接導致了現在電機控制產品性能輸出有差異的現象。首先主控芯片主頻限制，會無法做到高速運算以及提升帶寬；其次外環代碼執行受限無法執行得更快，即使內環代碼通過原廠提供的硬件化方法可以執行很快，所以芯片主頻的影響也是很大的。所以我們也看到在高性能的電機應用里，高主頻內核、雙核控制芯片也越來越多，兼顧高主頻算力和高集成度。

小結

控制是BLDC的核心主題，更高的電機性能均需要控制芯片予以實現，這對芯片設計公司不斷提出更高的要求。相關廠商在電機控制軟硬件技術上的持續突破也推動了BLDC向更高性能，更高的市場滲透率發展。