電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文 / 吳子鵬）在電機運轉(zhuǎn)過程中，電機控制和驅(qū)動 IC 發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠精確控制電機的啟動、停止、正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速。通過輸入不同的控制信號，電機驅(qū)動 IC 可以改變電機繞組中電流的方向和大小，進而實現(xiàn)對電機各種運行狀態(tài)的精準(zhǔn)控制。
隨著工業(yè)自動化、新能源汽車、智能家居、消費電子等領(lǐng)域?qū)﹄姍C的需求持續(xù)攀升，電機驅(qū)動 IC 的市場需求也水漲船高。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2024 年全球電機驅(qū)動 IC 市場規(guī)模達 318 億元，預(yù)計到 2029 年將增長至 451 億元，年復(fù)合增長率為 5.2%。

近期，為滿足最新的市場需求，各大芯片原廠紛紛更新電機控制和驅(qū)動產(chǎn)品線，涵蓋 IC 和軟件，主要廠商包括英飛凌、意法半導(dǎo)體（ST）、PI 等。那么，這些新品將為哪些應(yīng)用帶來利好呢？

英飛凌推出 MOTIX? BTM90xx 系列

今年 1 月，英飛凌科技 (Infineon Technologies) 推出全新的 MOTIX? BTM90xx 系列全橋 / H 橋集成電路 (IC)，為有刷直流電機應(yīng)用提供創(chuàng)新解決方案，進一步拓展其在低壓電機控制領(lǐng)域的產(chǎn)品組合。

MOTIX? BTM90xx 系列專為汽車有刷直流電機設(shè)計，廣泛應(yīng)用于車門、后視鏡、座椅調(diào)節(jié)、車身控制模塊等場景，同時支持安全關(guān)鍵型應(yīng)用，如區(qū)域控制模塊。在基礎(chǔ)性能方面，該系列覆蓋 7V 至 18V 的工作電壓范圍，還可擴展至 4.5V 至 40V。BTM901x 子系列支持至少 10A 的電流限制，BTM902x 子系列電流限制提升至 20A，適用于電動尾門或座椅調(diào)節(jié)等高功率需求場景。此外，MOTIX? BTM90xx 系列支持高達 20kHz 的 PWM 頻率，有助于優(yōu)化電機效率與噪音控制。

由于目標(biāo)應(yīng)用為汽車領(lǐng)域，MOTIX? BTM90xx 系列在安全和保護方面進行了全面增強。該系列集成嵌入式看門狗，可增強系統(tǒng)安全性，防止因軟件失效導(dǎo)致的控制異常；內(nèi)置全面的診斷與保護功能，包括過溫、欠壓、過流、短路檢測及交叉電流保護，滿足汽車行業(yè)嚴(yán)苛的可靠性要求；通過內(nèi)部反饋回路優(yōu)化開關(guān)速率，平衡功耗與電磁兼容性（EMC），無需手動校準(zhǔn) MOSFET 參數(shù)。

為方便工程師使用 MOTIX? BTM90xx 系列，英飛凌提供完整的開發(fā)支持，包括技術(shù)文檔、仿真模型（如 PSPICE）、功率耗散計算工具、評估板及 Arduino 示例代碼。同時，工程師可通過英飛凌開發(fā)者中心（IDC）免費獲取設(shè)備驅(qū)動程序和配置向?qū)?，加速設(shè)計導(dǎo)入。

意法半導(dǎo)體推出 STSPIN32G0新品

同樣在今年 1 月，意法半導(dǎo)體 STSPIN32 系列集成化電機驅(qū)動器新增八款產(chǎn)品。STSPIN32 電機驅(qū)動器集成 STM32 通用微控制器 (MCU) 以及功能豐富的三相柵極驅(qū)動器，這一設(shè)計極大簡化了電機控制系統(tǒng)設(shè)計，能有效節(jié)省 PCB 電路板面積，加快終端產(chǎn)品上市時間。新發(fā)布的八款產(chǎn)品集成 45V、250V 和 600V 額定電壓的柵極驅(qū)動器，可廣泛應(yīng)用于從電池供電的無線家電和電動工具，到工業(yè)自動化、機器人、暖通空調(diào)系統(tǒng)、有線家用電器等各類場景。新產(chǎn)品集成基于 Arm? Cortex?-M0 + 內(nèi)核的 STM32G031 微控制器，具備強大算力，可處理當(dāng)下熱門的電機控制算法，如六步控制和矢量控制 (FOC)。

具體來看，四款低壓新產(chǎn)品基于功能豐富的 45V 柵極驅(qū)動器，適用于由鋰電池或最高 36V 有線電源供電的家電和工具，如便攜式電動工具、家用電器、無線吸塵器、機器人、風(fēng)扇和電泵。四款高壓產(chǎn)品為用戶提供 250V 或 600V 額定驅(qū)動電壓，以及 200mA/350mA 或 1.0A/0.85A 拉 / 吸電流選擇，標(biāo)配 ST SmartShutDown 智能關(guān)斷功能，在發(fā)生故障時可快速保護外部功率級，其目標(biāo)應(yīng)用涵蓋家電、空調(diào)、家用冰箱、工業(yè)冰箱、工業(yè)電泵和工業(yè)自動化。

為幫助工程師減小最終方案的尺寸，STSPIN32G0 這 8 款新品具有出色的集成性，包括集成豐富的片上資源 / 接口資源和全面的保護功能。在片上資源 / 接口資源方面，STSPIN32G0 提供多達 32 個通用 I/O 引腳 (GPIO)、64KB 閃存和 8KB SRAM，以及 I2C、USART、SPI 等數(shù)字接口；在保護功能方面，STSPIN32G0 提供過流保護、過載保護、交叉導(dǎo)通防護、欠壓鎖定。

為方便工程師快速開展新設(shè)計，每款產(chǎn)品都配備評估板。并且，STSPIN32 全系支持 STM32 MCU 開發(fā)生態(tài)系統(tǒng)，用戶可從中獲取豐富的開發(fā)工具、軟件和評估板，其中包括 X-CUBE-MCSDK 電機控制軟件開發(fā)套件 (SDK)、可參數(shù)化的固件庫和電機控制工作臺 GUI 軟件，還有 MCU 專用軟件包和中間件，以及便于項目設(shè)置和性能分析的 STM32CubeMX 配置器。

PI 推出最新版 MotorXpert 軟件

了解了兩款硬件產(chǎn)品后，我們再來看看軟件方面的新品。今年 2 月，Power Integrations 宣布發(fā)布 MotorXpert? v3.0，這是一套專門用于對采用該公司 BridgeSwitch?電機驅(qū)動器 IC 的無刷直流逆變器進行配置、控制和檢測的軟件包。BridgeSwitch IC 是一種半橋電機驅(qū)動器 IC，內(nèi)部集成低 RDSON 的 FREDFET 開關(guān)、控制器和驅(qū)動器，采用高效散熱封裝。

據(jù)介紹，MotorXpert? v3.0 集成無分流檢測電路和無傳感器磁場定向控制（FOC）技術(shù)，無需額外的分流檢測電路和傳感器，降低了硬件成本與系統(tǒng)復(fù)雜性，提高了集成度和可靠性，能在無分流檢測電路和無傳感器的情況下實現(xiàn)對電機的精準(zhǔn)控制。MotorXpert? v3.0 增加了對兩相調(diào)制控制方式的支持，適合高溫環(huán)境應(yīng)用，如熱水循環(huán)泵，可將逆變器開關(guān)損耗降低 33%，開發(fā)人員能在逆變器溫度與扭矩紋波之間進行權(quán)衡，降低對散熱器和外殼的成本要求。該軟件還具備 V/F 和 I/F 控制功能，可在任何負載條件下啟動電機，通過先進的算法和控制策略，確保電機在各種復(fù)雜負載條件下都能順利啟動，提高系統(tǒng)的適應(yīng)性。

在軟件應(yīng)用上，MotorXpert? v3.0 內(nèi)嵌于本地 MCU 或 DSP 上的復(fù)雜數(shù)學(xué)算法，利用 BridgeSwitch IC 的信息構(gòu)建生成精確的反饋信號，實現(xiàn)對開關(guān)模式的實時控制。這款軟件對逆變器的操作進行編譯，并以明確的格式顯示關(guān)鍵數(shù)據(jù)，供工程分析使用，提供圖形用戶界面，集成數(shù)字示波器可視化工具，方便設(shè)計、配置參數(shù)和調(diào)試，界面中的餅狀圖實時顯示電機應(yīng)用的具體狀態(tài)。MotorXpert? v3.0 提供缺省模式和專家模式。缺省模式適合初學(xué)者，只需調(diào)整少量關(guān)鍵參數(shù)即可讓電機安全可靠運行；專家模式面向電機制造商，支持詳細參數(shù)定制，滿足精細性能需求。

電機驅(qū)動后續(xù)發(fā)展

看完上述新品，不難發(fā)現(xiàn)三大電機控制和驅(qū)動的趨勢十分明顯，分別是高集成、高品質(zhì)和敏捷開發(fā)。

英飛凌和意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品均采用高集成方式，將更多功能集成到單一芯片中，如集成微控制器、傳感器、功率器件等，形成高度集成的電機驅(qū)動解決方案。這樣不僅能減少電路板空間，降低系統(tǒng)成本，還能提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

在汽車、工業(yè)等對可靠性要求極高的領(lǐng)域，電機驅(qū)動 IC 將不斷提升其可靠性和穩(wěn)定性。具體手段有兩種，一是增強 IC 本身的保護功能，如 MOTIX? BTM90xx 系列集成了眾多保護功能；二是采用更先進的工藝和封裝技術(shù)，增強芯片的抗干擾能力和耐環(huán)境能力，確保在惡劣的工作條件下也能長期穩(wěn)定運行。

無論是硬件還是軟件，對于電機應(yīng)用而言，敏捷開發(fā)這一屬性都體現(xiàn)得淋漓盡致。這其實也是傳統(tǒng)國際大廠的優(yōu)勢所在，他們往往擁有較為完備的產(chǎn)品生態(tài)，且能夠在各項應(yīng)用之間相互賦能。

2025 年，電機驅(qū)動領(lǐng)域無疑充滿機遇。隨著物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè) 4.0 的推進，智能家居、工業(yè)自動化等市場對電機驅(qū)動的需求持續(xù)增長，為新品的推廣和應(yīng)用提供了廣闊空間。然而，挑戰(zhàn)也不容小覷。一方面，技術(shù)更新?lián)Q代快，如何保持技術(shù)領(lǐng)先，滿足不斷升級的市場需求，對廠商是個考驗；另一方面，市場競爭激烈，英飛凌、ST、PI 等巨頭的新品已在市場上掀起波瀾，其他企業(yè)需要在產(chǎn)品差異化和性價比上發(fā)力。