意法半导体:ST工业和机器人应用的双电机平台
众所周知,随着自动化和智能化的推进,伺服以及位置控制变得越来越流行,大到像产线机器人,飞剪,旋切,小到服务机器人,AGV小车,乃至手持云台,不管工业还是商业方面都有电机位置控制的应用。此次ST电机控制高级应用开发工程师蔡成攀进行了《ST工业和机器人应用的双电机平台--基于STM32G4/STSPIN32G4》的主题分享,从软件生态,产品组合,评估工具等方面,展示ST在电机位置控制方面给客户带来的服务和价值。
ST电机控制高级应用开发工程师 蔡成攀
据蔡成攀透露,目前ST为工业汽车控制市场开发和支持竞争性解决方案,尤其侧重于家用电器、伺服驱动器和机器人的驱动、工业运输、电动工具和使用电池的花园工具以及消费类电子控制(例如无人机、吸尘器等)等领域。当前ST已经定义了STM32整个电机控制的生态系统,为此已经投资和开发了20年。
ST也为工程师提供了一套电机控制SDK,在能源效率、静音控制等方面具有显著优势,使用这个SDK设计电机控制应用程序非常简单。同时,ST也做了一些符合亚太地区市场关键客户研发要求的相关解决方案。
当前ST的解决方案包括从嵌入电源阶段的集成驱动程序,到独立智能门驱动程序,以及可以处理高达数十kW的应用程序。同时还拥有先进的混合动力系统包。所有的产品都可以保证10-15年的寿命。在过去的15年里,ST的相关产品总售出量超过15亿,足以验证ST在市场中的地位与技术实力。
灵动微电子:基于MM32SPIN系列MCU的BLDC高集成解决方案
在“2021年电机控制先进技术研讨会”上,专注于Arm Cortex M系列MCU产品的国产半导体企业灵动微电子就带来了多款电机解决方案。灵动微电子市场经理胡力兴重点介绍了其专门针对电机控制领域的MM32 SPIN系列产品。据他介绍,灵动微SPIN系列覆盖的电压范围从12V到600V,管脚从14引脚到144引脚。而且在电动工具、园林工具、家用电器和电动平衡车等领域都有成功的应用案例。
灵动微电子市场经理 胡力兴
据悉,灵动将在今年年末推出SPIN系列的更新产品SPIN0280和SPIN3270,其中SPIN0280带有4个高性能运算放大器、5个比较器、2个独立的3Msps 高速ADC,以及三个UART。三个UART针对设备需要扩展了越来越多的外部功能,比如连接传感器、Wi-Fi、蓝牙。同时它的主频可达96Mhz,有128KB的Flash和32~64脚的封装同时还支持IEC60730-1安规认证,性价比非常高。据胡力兴介绍,该芯片支持双电机控制,主要针对电动车和滑板车应用。他在分享中表示,目前在电动车领域,灵动的解决方案已经占有超过50%的市场份额。
今年比较热门的电机控制方案就是一拖三,灵动也在其展台上展示了其高集成性的3合1方案,只需要一颗SPIN3270芯片就能控制空调外机的PFC、外风机和压缩机。据灵动微的朱工介绍,灵动针对空调外机设计有特殊的控制算法。目前外风机算法能够支持逆风启动,压缩机的算法能够支持震动抑制,PFC的功率因素能够达到99%。
未来,灵动微电子将持续聚焦于BLDC控制,用旗下专业的MCU产品为国内电机行业的繁荣发展赋能。
纳芯微电子:聚焦高端模拟芯片国产替代 助力电机驱动行业发展
纳芯微电子在成立以来,致力于成为信号感知芯片、隔离与接口芯片、驱动与采样芯片的行业领导者,在混合信号处理、高耐压数字隔离、集成式传感器设计等领域拥有独立知识产权和丰富的技术储备。纳芯微电子技术市场经理庞家华在由电子发烧友主办的2021年度电机控制先进技术研讨会上以隔离芯片为主题,分享了隔离芯片在BLDC电机隔离驱控应用的解决方案。
纳芯微电子市场经理 庞家华
纳芯微的三大核心技术分别为:传感器IC技术,混合信号链IC技术以及隔离IC技术。
在传感器IC核心技术的支持下,纳芯微已有车规级压力传感器,全集成MEMS压力传感器,高精度温度传感器等高性能产品。混合信号链IC技术则为高精度REF,高精度仪表放大器,24-bit ADC,16-bit ADC以及8-bit MCU提供了行业领先的技术基础。隔离IC技术作为本次大会纳芯微展示的亮点,旗下隔离器件均展现出高耐压性能和高抗共模瞬态干扰能力,在隔离半桥驱动,带保护的SiC/IGBT驱动应用上有着强劲的实力。
BLDC之所以要引入隔离,是为了满足安全法规或者降低接地环路的噪声等。目前隔离芯片主要有光耦型、磁耦型、容耦型三种类型。此前最常见的光耦型隔离虽然能满足常见隔离要求,但寿命短功耗大,目前被逐步取代。磁耦型在容耦的基础上能额外传递能量,可以拓展隔离芯片的应用领域。容耦则采用片上电容原理实现信号的隔离传输,寿命长、功耗低、传输速率高。
纳芯微采用的正是容耦技术。同时在编码技术上,采用了Adaptive OOK的信号调制技术,进一步提高了隔离芯片的抗共模噪声能力。
工业电机驱控的发展向着更高的开关频率,更小的死区时间,更快的开关速度发展,同时对可靠性要求更高,需要越来越多的保护功能。这对于隔离驱动的CMTI,传输延迟一盒驱动能力都提出了更大的挑战。对于MOS/IGBT/SiC驱动,纳芯微的隔离驱动实现了全覆盖。从旗下产品的参数来看,数据速率高达150Mbps,共模瞬变抗扰度高达200kV /µs。从这些指标就能看出,作为国内首位量产数字隔离芯片的厂商,纳芯微在数字隔离器上的技术实力。
除了高性能的技术指标,高系统级别的EMC性能进一步器件使用的可靠性和稳定性。在实现如此高性能的同时,功耗也没有很高,以NSi8210为例1.5mA / ch(1 Mbps)的功耗完全在可以接受的范围内。值得一提的是,在多通道隔离器上纳芯微目前已经做到六通道,这也是国内少有的。
从隔离驱动和隔离采样上,纳芯微给出了他们高性能低功耗的解决方案。在隔离驱动渐成趋势的国内市场中,纳芯微高端隔离芯片将持续助力电机驱动行业的发展。
电子发烧友程文智:高能效电机发展趋势及市场格局分析
与会期间,电子发烧友行业分析师程文智分享了“高能效电机发展趋势及市场格局分析”主题的报告。他在分享中表示,随着高能效电机在汽车、农业、空调和洗衣机等领域的广泛使用,全球的电机市场得到了很大的增长。据MarketsandMarkets统计,2019年全球电机市场的规模为1220亿美元,由于受到新冠疫情的影响,2020年的市场规模有所下滑,降到了1133亿美元。
电子发烧友行业分析师 程文智
这两年新冠疫情虽然没有被完全遏制住,但世界上大部分地区已经开始转变应对策略,经济也都开始好转。因此,今年及未来的电机市场应该还是会重拾升势,预计年复合增长率为6.9%左右,到2026年将会达到1691亿美元。也就是说,未来,这将是一个万亿级人民币的大市场。
但在BLDC市场,2020年的市场规模并没有下降,反而是上涨的。根据Grand View Research的统计,2019年BLDC的市场规模是163亿美元,预计今年的市场规模是179亿美元,未来将会以6.5%的年复合增长率继续增长。
从市场格局来看,BLDC电机市场中,亚洲市场的占比最大,占了46.94%,其次是美国,占了21.08%。亚洲其实有不少技术实力都不错的BLDC电机企业,但主要集中在日本,比如尼得科,松下、美蓓亚、三洋电气等。国内的话,目前主要还是处于追赶阶段。但是可以预见的是,未来BLDC电机的增长将主要来自亚洲,而亚洲又将主要在中国。
欧洲的市场份额也不小,约为19%,由于欧洲和美国的起步比较早,他们掌握了很多BLDC电机的核心技术,未来随着全球市场对高端BLDC电机需求的增多,欧美市场的占比也会缓慢增长。但比例肯定没有亚洲地区高。
另外,他还分享了电机在汽车、风机、吸尘器、电动自行车等市场中的应用,以及BLDC电机在家电产品中的渗透率。
程文智特别指出,目前BLDC电机的市场渗透率普遍还不高,但在有些特定的市场渗透率在快速提升中,未来电机控制产业链企业的市场发展空间非常大。
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