BLDC作為同步電機，因為其轉矩密度高，十分適合應用在移動式產品中。尤其是近幾年，無人機、機器人和電動汽車這些發展迅猛的行業都有很多BLDC的應用。元器件展專注于全面展示電子產品設計生產所需的各類電子元器件及物料產品，這篇文章元器件展小編為大家介紹高集成和無感FOC發展趨勢下的BLDC專用驅控芯片。
由于BLDC可以使反電動勢的波形呈梯形，所以就可以采用具有矩形波形的直流電壓來生成低轉矩紋波的旋轉磁場，而矩形電壓很容易產生。所以隨便一款MCU，或者C2000系列DSP乃至于51單片機都可以產生這種P
目前終端市場對電機控制性能提出了更高的要求，不僅需要電WM波，這也是為什么BLDC的控制和驅動可以做得很簡單。在低成本高效率應用上，BLDC幾乎就是選擇。機能夠做到高效率和多功能控制，還需要在追求高轉速的同時實現低噪音低振動的控制效果。這些高標準的性能要求都對控制芯片提出了更嚴苛的要求。越來越多的高性能電機驅動控制芯片在市場高需求和性能高標準兩大機遇下涌現。
其實不止于電機驅動控制專用芯片，對集成電路設計行業而言，更高的集成度一直是正在為之努力的目標。對電機驅動控制專用芯片來說，單顆芯片如果有更高的器件或功能集成度，那么在應用時就能大幅簡化外圍器件與電路。這對于BLDC整體的可靠性而言也是至關重要的。
近期，德州儀器（TI）就發布了MCF8316A和MCT8316A兩款BLDC驅動。雖然還未正式開始發售，但是從目前透露的信息已經可以看到其性能的強大。
MCF8316A和MCT8316A集成了實時控制功能和包括MOSFET在內的多達18個分立式元件。MCF8316A是無傳感器磁場定向控制電機驅動器，智能地提取電機參數；MCT8316A則是無傳感器梯形控制電機驅動器，無需微控制器接口，集成度高因此可簡化系統。
據悉，MCF8316A包含了一項獲得專利的精密自動死區時間補償技術。該技術可以補償電流失真，大程度上優化電機的聲學性能。MCT8316A則是通過不同的梯形控制技術來降低BLDC噪聲。
這兩款新產品集成了三個驅動器和六個高側和低側MOSFET，每個均具有50mΩ的導通電阻。單芯高集成的優勢從德州儀器先進的BLDC電機驅動性能中可見一斑，兩款產品能夠在12V和24V系統中提供高達70W的功率和8A的峰值電流。高集成度的體現不只有這些，低壓降（LDO）穩壓器、直流/直流降壓穩壓器和電流檢測放大器等元件都集成在單芯中，省去了多達18個分立式元件。對于低壓節能型系統，這兩款產品應該可以帶來理想的選擇。
使用集成了無傳感器控制功能的電機驅動器進行實時控制時，電機中無需霍爾效應傳感器，因此可以提高系統可靠性并降低系統總成本。單芯片全集成帶來的成本下降也是下游客戶看重的一點。
在BLDC電機控制算法上，也是一代代更新。隨著電機控制性能要求的逐年提升，BLDC控制算法也從方波控制轉型到有感SVPWM，然后到FOC。無感FOC控制算法目前已經在各大廠商確立了主導地位，這主要還是因為FOC能在大程度上實現高效率、低振動、低噪音以及高響應速度等電機控制目標。
上述這兩款TI產品都是基于Field Oriented Control 的控制方式。這里我們視線轉回國內，從國內的BLDC控制芯片和方案上就可以看到，基本上所有國內廠商都選擇了FOC來推。
峰岹科技推出的FU6832就是內嵌無感FOC的高性能BLDC專用驅動MCU。其實這款也做了單芯全集成，內部集成高速電機控制引擎、Predriver、LDO、運放、比較器、高速ADC及高速乘除法器，可硬件自動完成電機FOC/BLDC運算控制。
FOC控制下的電機換向性能優秀，再高轉速下正反轉切換可以做到十分順暢，同時FOC可以進行電流（力矩）、速度、位置三個閉環控制。通過Clock調速和PWM調速，FOC控制下的BLDC震動更低，噪音更小，響應速度更快。
在無傳感器FOC算法中，由于集成了先進控制技術，因此可以顯著加快電機調諧，例如，通過自行測量電機參數或自動執行控制環路的調諧等方式加快速度。
ChipON的KF32系列針對BLDC電機應用也對FOC實現了相關的優化。
KF32系列強大的內核能在沒有任何硬件算法加速的情況下實現無感FOC下>240000RPM電轉速。
同時，使用KF32增強型ECCP輸出6路PWM，采樣電阻把電流信號轉為電壓信號，再通過KF32內集成的運放模塊差分運放，用KF32的ADC模塊采樣信號大小，采樣值再經過FOC算法去調整控制PWM輸出的占空比，使電機的運行速度達到速度給定。
國內還有不少芯片廠商推出了基于BLDC應用的專用芯片，這里不一一列舉。
BLDC電機驅控芯片行業技術向單芯高集成和無感FOC控制的趨勢已經很明朗，BLDC驅控芯片廠商如何在市場起量的契機下在高效率，低能耗，穩定性上取得突破將會是贏得市場的關鍵。
|
