電子發燒友網報道（文/吳子鵬）?電機在現代工業中具有核心作用，是實現電能轉換為機械能的關鍵設備，廣泛應用于各種機械設備、家用電器、交通工具和工業自動化中。可以說，電機的精度和靈活性直接影響到設備的智能化程度和性能，同時高效電機也是低碳社會重要的一環。多個信息來源表明，全球大約一半的電力被電機驅動器消耗，其中工業應用占到世界發電的三分之一。

在電機方案里，電機驅動電路負責為電機提供電源、控制信號等必要信號，將電源提供的電能轉換成機械能，驅動電機正常運轉。因此，一般來說，電機驅動電路包括PMIC、控制器、功率器件、柵極驅動和保護電路等部分。為了推動電機技術更好地發展，2025年電機驅動IC會有哪些發展趨勢呢？

電機驅動IC的高效率趨勢

在低碳需求下，高效率是電機驅動IC的核心發展目標之一，以此來實現電機系統的高性能和低功耗，進而實現整個電機系統的高功率密度。不過，效率提升其實并不容易，從廠商的產品性能來看，兩三年前，電機驅動的效率指標就已經超過了99%，比如Power Integrations公司的BridgeSwitch系列，產品效率早就已經達到了99.2%，所以在去年BridgeSwitch-2系列發布時，效率被標注為高于99%。

BridgeSwitch-2系列通過集成半橋（IHB）在功率方面實現了進一步提升，將可用輸出擴展到了1馬力（746W），使逆變器效率提高至99%，并將睡眠模式下的功耗降低到了10mW以下。

那么，既然效率已經如此高了，后續廠商還有哪些路徑來提升電機驅動效率呢？手段實際上還有很多，比如可以升級產品控制器部分的內核，從通用MCU內核更換為高實時性內核，在這方面Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M52等內核通過優化矢量計算性能，實時性更高，能夠幫助提升效率；也可以在驅動電路上做文章，采用更高實時性的檢測電路，或者將一些軟件實現的功能固化到芯片上，以此來提升控制環路的效率；集成化依然還是一個很有效的方式，通過將控制器、預驅動器和功率器件集成在一起，一體化方案相較于離散的方案，必然會具有更高的效率；占空比和電源的效率密切相關，也能夠影響電機的效率，高占空比有助于保持輸出電壓和電流的穩定，減少調整次數和能量損失，通過集成電荷泵電源，可以實現最高100%的占空比；另外，將功率器件從傳統Si器件換成第三代半導體器件，也能夠幫助提升效率。

在占空比方面，MPS公司預發布的MPQ6547-AEC1三相無刷直流 (BLDC) 電機驅動器便是通過內部電荷泵支持100%占空比運行。在功率器件選擇上，德州儀器的GaN IPM是電機驅動方面很具代表性的技術，這些功率級模塊具有>99%的效率，無需散熱器等冷卻元件，可以幫助提升電機驅動電路的效率和功率密度。

電機驅動IC的高集成發展趨勢

剛剛在高效率實現上，以及提到了高集成，在2025年高集成依然會是電機驅動IC不變的發展趨勢。此前，意法半導體公司推出了STSPIN32G0新列電機驅動器，便是高集成電機驅動IC的代表。

意法半導體STSPIN32電機驅動器集成STM32通用微控制器 (MCU) 和功能豐富的三相柵極驅動器，包括45V、250V 和 600V額定電壓的柵極驅動器，用于驅動不同功率等級的電機應用。新產品還集成了其他功能，包括 12 位 ADC模數轉換器、內部參考電壓、高級電機控制定時器，以及 I2C、USART、SPI等數字接口。多達 32 個通用 I/O引腳 (GPIO)、64KB 閃存和 8KB SRAM 讓開發人員能夠靈活地運行復雜的應用程序和創新的增值功能。

高集成的產品，配合豐富的配套資源，使得工程師可以快速基于這些器件構建起自己的電解方案，且擁有更小的PCB面積，更簡單的外圍器件搭配，具有更高的功率密度。除了將控制器、預驅動器、功率器件、保護電路和接口資源集成在一起外，電機驅動IC的高集成度發展還有一些明顯的趨勢，比如根據需求集成總線模塊、集成傳感器和集成無感控制算法等。

在根據需求集成總線模塊方面，納芯微公司NSUC1602和NSUC1610系列是非常具有代表性的，這些IC都集成了LIN PHY，其中NSUC1610支持4線制的LIN總線，LIN接口滿足±40V過反壓耐壓要求。另外，NSUC1610有可以支持高壓（12V）的GPIO，便于客戶使用高壓PWMIO直接來做電機控制。

在電機驅動系統里，會應用到各種傳感器，包括位置傳感器、力矩傳感器、電流傳感器等，這些傳感器也是被集成的對象，尤其在高端電機需求越來越廣泛的當下，比如位置傳感器可以幫助用于高速靈活地電機換向。

電機驅動IC的智能化發展趨勢

除了高效率和高集成，智能化在2025年的電機驅動IC新品里會更加凸顯。此前，我們在文章中有提到，智能化升級主要體現在兩個方面：其一是電機控制算法越來越智能，讓電機系統變得更加聰明、高效；其二是電機系統融合的元素越來越多，尤其是電機與傳感器、機器學習等技術的結合，使得電機控制和反饋形成了閉環，控制過程也更加靈活。

在電機控制算法中，有一類算法被稱為神經網絡控制算法。神經網絡控制是一種基于人工神經網絡的電機控制算法。它通過訓練神經網絡模型來預測電機的輸出，然后通過調整神經網絡的權重和閾值來實現對電機的控制。

那么該如何更好地承載這些智能算法呢，需要電機驅動IC做到更高性能，且有專門的AI算法運算單元。我們曾多次介紹瑞薩電子RA8T1，這款MCU基于高性能Arm Cortex-M85內核，搭載Helium和TrustZone，其中Helium矢量處理技術為計劃引入智能化、計算處理能力的終端應用，提供更高效的計算能力。

當然，也會有電機驅動和控制IC選擇NPU，比如德州儀器的C2000系列就已經集成了NPU。此前，德州儀器中國區技術支持總監師英表示，NPU可應用在太陽能及供電系統中的電弧檢測以及電機驅動的預測性維護上，目前這兩大應用都是C2000的主要戰場。

2025年，會有更多的電機應用希望加入諸如預測性維護和智能化控制等功能，這些智能算法會帶來廣泛的智能電機驅動IC需求，廠商如何抉擇自己的智能化路線，會是2025年的一大看點。

結語

據Research And Markets統計，2021年全球電機驅動芯片市場規模為38.8億美元，預計2028年可增長至55.9億美元，其間的年復合增長率（CAGR）為5.3%。在穩定增長的電機驅動市場里，高效率和高集成會是持續不變的發展趨勢，其中也包含一些其他發展趨勢，比如小型化、高性價比、高功率密度和易于使用等。此外，智能化會是電機驅動重要的升級方向，如何實現智能化會是2025年一大看點。