BLDC 四大方案眼花繚亂？華秋提供一站式整體解決方案

隨著高能效電機在汽車、農(nóng)業(yè)、空調(diào)和洗衣機等領域的廣泛使用，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)動和控制電機的關鍵器件，必須緊跟行業(yè)前沿，提供更加貼合行業(yè)應用的產(chǎn)品與方案。然而，BLDC 控制驅(qū)動系統(tǒng)設計復雜，成本較高，可以說是目前影響 BLDC 滲透和擴張速度主要障礙。

因此如何不斷拉低這道 BLDC 電機的技術門檻，加速其應用開發(fā)的速度，也就成了 BLDC 技術發(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，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，為柵極驅(qū)動提供 6 路 PWM 信號。

02柵極驅(qū)動：也被稱為“預驅(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計的復雜度，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。缺點是由于預驅(qū)集成在 MCU 中，預驅(qū)的驅(qū)動能力和耐壓做不高，無法適應大功率控制器。

SoC 方式

其優(yōu)點是對性能比較高的應用，常常用于塑封電機的設計；缺點是設計彈性比較差，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)指標要求，但系統(tǒng)的魯棒性不盡人意。

面對日益復雜的控制對象，進一步提高 BLDC 電機調(diào)速系統(tǒng)的快速響應性、穩(wěn)定性和魯棒性，智能控制算法受到關注，這包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家系統(tǒng)等。

智能控制系統(tǒng)具有自學習、自適應、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果。目前已經(jīng)有一些較為成熟的智能控制方法應用在了 BLDC 電機控制。

比如模糊控制和 PID 相結合的 Fuzzy-PID 控制、模糊控制和神經(jīng)網(wǎng)絡相結合的復合控制、隸屬度參數(shù)經(jīng)遺傳算法優(yōu)化的模糊控制、單神經(jīng)元自適應控制等等。

總體而言，可以看到，BLDC 技術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領域提供全鏈條解決方案

BLDC 電機技術的創(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)勢的技術資源，開發(fā)出最終應用所需的解決方案，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)多年的技術積累與應用實踐經(jīng)驗，針對 BLDC 電機應用，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、學習和信息共享的平臺，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。

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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。華秋在東莞設立了占地 5000 米的倉儲中心，可當日發(fā)貨自營現(xiàn)貨庫存達 3 萬+。

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 客戶的預加工需求。

華秋開發(fā)：為客戶定制技術開發(fā)方案，在物聯(lián)網(wǎng)、工控及無刷直流電機領域累計開發(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、風扇吊扇、卷發(fā)棒、高速風筒等可量產(chǎn)的全套解決方案。

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