隨著高能效電機在汽車、農(nóng)業(yè)、空調(diào)和洗衣機等領(lǐng)域的廣泛使用,全球的電機市場得到了很大的增長。
在前文《BLDC電機驅(qū)動市場興起,華秋積極構(gòu)建電機驅(qū)動生態(tài)系統(tǒng)》之中,我們已分析了整個BLDC電機行業(yè)和BLDC電機驅(qū)動器行業(yè)的市場現(xiàn)狀。
MCU作為驅(qū)動和控制電機的關(guān)鍵器件,必須緊跟行業(yè)前沿,提供更加貼合行業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)品與方案。然而,BLDC控制驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計復(fù)雜,成本較高,可以說是目前影響B(tài)LDC滲透和擴張速度主要障礙。
因此如何不斷拉低這道BLDC電機的技術(shù)門檻,加速其應(yīng)用開發(fā)的速度,也就成了BLDC技術(shù)發(fā)展中要考慮的最核心的著力點。
BLDC 四類解決方案
一個典型的BLDC電機解決方案通常包括四個部分:
01
電機控制器:通常是由MCU、DSP等主控芯片負責(zé),進行電機控制與算法處理,并根據(jù)來自BLDC電機的反饋信號做出響應(yīng),為柵極驅(qū)動提供6路PWM信號。
02
柵極驅(qū)動:也被稱為“預(yù)驅(qū)”,會根據(jù)控制器的輸出信號,向功率器件的柵極施加電壓并提供驅(qū)動電流。
03功率級:包含MOSFET或IGBT等功率器件,通過開關(guān)動作控制輸出到BLDC負載上的功率,驅(qū)動電機運動。04反饋回路:將BLDC電機的轉(zhuǎn)速、位置、電流、電壓,以及故障等信號,反饋給控制器,形成控制的閉環(huán)。最傳統(tǒng),最成熟的驅(qū)動方案就是控制器、柵極驅(qū)動、功率級這三部分是分開的;也有將柵極驅(qū)動和功率MOSFET集成為IPM的。現(xiàn)在較為主流的方案是將柵極驅(qū)動集成進控制器中,后面再接上功率MOSFET或者IGBT來驅(qū)動BLDC。還有一種將這三部分都集成了,做成一個SoC,直接驅(qū)動BLDC。MCU+預(yù)驅(qū)+驅(qū)動的方式,這種方式的優(yōu)點是靈活,IC選擇性高,可適應(yīng)于各類大、中、小功率的控制器。對一般的MCU公司也最具有優(yōu)勢,主要應(yīng)用在高壓系統(tǒng),或者是大功率系統(tǒng)上,因為大功率和高壓應(yīng)用,有散熱和隔離的問題。缺點就是集成度低,PCBA的面積比較大。MCU+[預(yù)驅(qū)+驅(qū)動]也可以描述成MCU+IPM,開發(fā)功率組件的國際廠商多半都有IPM的產(chǎn)品,讓客戶能簡化電路板設(shè)計的復(fù)雜度,提升穩(wěn)定性,也是早期特別成熟的驅(qū)動方式。它的優(yōu)點是,集成度高、PCBA面積較小。缺點是功率不能做得很大。[MCU+預(yù)驅(qū)]+驅(qū)動,是目前較為主流的開發(fā)方向。它的優(yōu)點是集成度比較高、MOSFET可以靈活選擇、適用于各類中小功率的控制器。缺點是由于預(yù)驅(qū)集成在MCU中,預(yù)驅(qū)的驅(qū)動能力和耐壓做不高,無法適應(yīng)大功率控制器。SoC方式的優(yōu)點是對性能比較高的應(yīng)用,常常用于塑封電機的設(shè)計;缺點是設(shè)計彈性比較差,如果需要更改驅(qū)動特性的話,就必須在SoC旁邊增加一顆小MCU,這不僅會增加元器件成本,更加會增加電路板的復(fù)雜度,這違背了化繁為簡的發(fā)展思想。BLDC電機主控廠商目前有很多,根據(jù)分類的不同,有的企業(yè)這三種主控解決方案都有,有的只提供一兩種解決方案。比如TI基本上三種方案都有,ST也有單MCU和MCU+預(yù)驅(qū)的方式。國內(nèi)的BLDC主控方案主要走的還是集成的方向,比如峰岹就是主要提供MCU+預(yù)驅(qū)的方案。從硬件層面來看,BLDC電機控制的發(fā)展經(jīng)歷了從小規(guī)模模擬、數(shù)字電路于分離器件的控制器,發(fā)展到專用集成控制電路的控制器,再到MCU,DSP等解決方案的過程。從軟件算法層面來看,受控制理論和控制器件的限制,BLDC電機一直采用經(jīng)典PID控制,該控制方法可以使系統(tǒng)性能滿足各種靜、動態(tài)指標(biāo)要求,但系統(tǒng)的魯棒性不盡人意。面對日益復(fù)雜的控制對象,進一步提高BLDC電機調(diào)速系統(tǒng)的快速響應(yīng)性、穩(wěn)定性和魯棒性,智能控制算法受到關(guān)注,這包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家系統(tǒng)等。智能控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)、自組織等功能,能夠解決模型不確定性問題,非線性控制問題,以及其他較為復(fù)雜的問題。而 BLDC 電機是一個多變量、非線性、強耦合的控制對象,因此利用智能控制可以取得較為滿意的控制結(jié)果。目前已經(jīng)有一些較為成熟的智能控制方法應(yīng)用在了 BLDC 電機控制。比如模糊控制和PID相結(jié)合的Fuzzy-PID控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的復(fù)合控制、隸屬度參數(shù)經(jīng)遺傳算法優(yōu)化的模糊控制、單神經(jīng)元自適應(yīng)控制等等。總體而言,可以看到,BLDC技術(shù)方案的演進有兩個明顯的趨勢:一是探索更高集成度,二是提供一站式的整體解決方案。
線上社群作為流量入口
面向BLDC領(lǐng)域
提供全鏈條解決方案
BLDC電機技術(shù)的創(chuàng)新,使得眾多廠商的產(chǎn)品及方案不斷推陳出新,以其出色的特點和優(yōu)勢與其他同類產(chǎn)品及方案區(qū)別開來。未來10年,BLDC電機的應(yīng)用將迎來一個穩(wěn)健而高速的發(fā)展期,誰能快速整合起優(yōu)勢的技術(shù)資源,開發(fā)出最終應(yīng)用所需的解決方案,誰就能夠把握住這一市場機遇。深圳華秋電子有限公司(簡稱華秋電子)基于電子產(chǎn)業(yè)多年的技術(shù)積累與應(yīng)用實踐經(jīng)驗,針對BLDC電機應(yīng)用,提供一站式的整體解決方案。華秋電子的“冷啟動”始于旗下電子工程師社區(qū)“電子發(fā)燒友”。作為業(yè)內(nèi)交流、學(xué)習(xí)和信息共享的平臺,電子發(fā)燒友網(wǎng)聚集了包括企業(yè)研發(fā)人員、在校師生、企業(yè)高管、采購等在內(nèi)的電子產(chǎn)業(yè)用戶,已經(jīng)擁有500萬+用戶,并且保持高速增長中。目前與超過100家國內(nèi)外知名半導(dǎo)體原廠建立了良好的合作關(guān)系,可廣泛地、快速地、精準(zhǔn)地觸達海量的電子設(shè)計工程師以及供應(yīng)鏈上下游用戶群體。
隨著公司的快速發(fā)展,如今華秋電子業(yè)務(wù)可分為四部分:
華秋商城:電子元器件采購平臺,提供品牌選型、現(xiàn)貨采購、海外代購及BOM配單等業(yè)務(wù)。華秋在東莞設(shè)立了占地5000米的倉儲中心,可當(dāng)日發(fā)貨自營現(xiàn)貨庫存達3萬+。
01
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華秋電路:PCB生產(chǎn)和采購平臺。華秋PCB主打中高端產(chǎn)品線,包括了1-12層線路板、1/2階HDI板等。華秋自建工廠,目前在深圳和江西九江共有兩大PCB工廠。
華秋智造:SMT貼片/PCBA加工平臺,主要是滿足部分PCB客戶的預(yù)加工需求。
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華秋開發(fā):為客戶定制技術(shù)開發(fā)方案,在物聯(lián)網(wǎng)、工控及無刷直流電機領(lǐng)域累計開發(fā)200+解決方案。
以上四個平臺互為連接,為用戶提供從方案設(shè)計到各類元件采購的一站式解決方案,包括BOM配單一鍵采購、PCBA加工。
同時在特定的細分行業(yè),華秋電子也推出了如BLDC破壁機、抽油煙機、風(fēng)扇吊扇、卷發(fā)棒、高速風(fēng)筒等可量產(chǎn)的全套解決方案。
如有意向在 BLDC 領(lǐng)域與華秋電子展開深度合作,歡迎聯(lián)系我們!
聯(lián)系方式CONTACT INFORMATIONCONTACTNFORMATIN聯(lián)系電話:+86-13640938171
聯(lián)系郵箱:tangpeitian@huaqiu.com
聯(lián)系對象:唐培鈿關(guān)于華秋
華秋電子,成立于 2011 年,是國內(nèi)領(lǐng)先的電子產(chǎn)業(yè)一站式服務(wù)平臺,國家級高新技術(shù)企業(yè)。華秋以“匠心服務(wù)與合作共贏”為經(jīng)營理念,布局電子發(fā)燒友網(wǎng)、項目方案開發(fā)、DFM 軟件、PCB 智能工廠、PCB 電商、元器件電商、元器件倉儲中心、SMT/PCBA 加工廠等多個生態(tài)模塊,為全球 30萬+客戶提供了高品質(zhì)、短交期、高性價比的一站式服務(wù)。
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BLDC
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