简述电机控制器以及其未来

电机控制器是通过主动工作来控制电机按照设定的方向、速度、角度、响应时间进行工作的集成电路。在电动车辆中，电机控制器的功能是根据档位、油门、刹车等指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。它是电动车辆的关键零部件之一。

什么是电机控制器：

电机控制器，英文名称为controller，是一种用于控制电机操作的器件，其功能通常通过集成电路来实现，而非一个独立的仪器装置。电机控制器具有免维护、响应速度快、对电机的控制稳定等特点，现已在家用电器、工业控制、军事、汽车等多个领域得到广泛应用，如打印机、工厂自动化、机械人等。

电机控制器工作原理：

电机控制器根据其电流形式的不同可以分为直流电机控制器和交流电机控制器，电机根据其驱动方式的不同可分为直流电机、无刷直流电机和步进电机，其中对步进电机的驱动还可以分为单极性步进电机驱动电路和双极性步进电机驱动电路，接下来我们就对这两种驱动电路做以详细说明～

单极性步进电机驱动电路如下图所示，其通常采用四个晶体管来完成对步进电机两组相位的驱动，故常将其称为“四相电机”，这种说法易被人理解为其具有四个相位，但其实际上只有两个相位，因此这种叫法易使人产生混淆，其精确的说法应为“双相位六线式步进电机”，可解释为其有两个相位，且通过六条线与外界相连接。

双极性步进电机驱动电路如下图所示，其通常采用八个晶体管来完成对步进电机两组相位的驱动，其采用的晶体管数量为单极性步进电机驱动电路的两倍，其中位于下方的四个晶体管由微控制器直接驱动，而位于上方的四个晶体管需要另外的上端驱动电路。该类驱动电路不仅不需要箝位电路，而且可以同时完成对四线式步进电机和六线式步进电机的驱动。

未来的电机控制器是怎样的？

电动机控制器的工作不只是自己，它也可以用来配合电动机进行结合，如驱动永磁同步电动机、伺服电动机和分激直流电动机等等。随着集成功能越来越多，意味着安全要求越来越高。安全性能需要通过很多芯片架构结合实现，比如SBC＋MCU监控架构、高压备份电源、安全相关驱动芯片、IGBT故障的全面诊断、独立安全关断路径、独立ADC通道的旋变信号解码、不同质两路高压采样电路、不同质三相电流霍尔传感器等。随着器件的发展和分装技术的发展，成本预测会逐步降低。从分装角度来说，传统易用型模块向方砖、超薄外形，最后裸DBC／芯片形式这样的趋势发展。

从芯片角度来看，电动机控制器是往高效率、高操作结温方向发展。如E3芯片操作结温在150℃，EDT2芯片结温可以提升至175℃，SIC碳化硅芯片结温可以超过175℃。使用SiC器件可以显着降低开关损耗，提升系统效率，减少死区时间，提升系统输出能力。电机里面的IGBT的方向是650V，IGBT的设计往更高的750V以及1200V 。EMC等级将越来越高，下一步应该是class5水平，现在二代产品可能能做到class3、class4，以后EMC要做到class5，要求措施要做到小型化，成本更低。

随着智能技术的进步，电机控制器有很多种，而智能控制器可能是最普遍的那一种，因为它能利用微处理器来控制电动机控制中用到的功率元件，也可以监控电动机的负载，将电动机的转矩和负载相配合，这样的设计是降低给电动机的交流电电压，让电机更加安全，因为汽车一定是更安全的，也是智能的。

编辑jq