2024电机控制先进技术研讨会圆满落幕！电机驱动智能化高集成趋势，数据中心冷却、二轮车应用受关注

电子发烧友网报道  近几年随着永磁新材料、微电子技术、自动控制技术，以及电力电子技术，特别是大功率开关器件的发展，再加上国内高压、高速电机制造技术的提升，电机系统智能化的趋势越来越明显。2024年11月21日，由<电子发烧友>主办的2024电机控制先进技术研讨会在深圳益田威斯汀酒店成功举办。本次会议邀请到意法半导体、MPS、雅特力、先楫半导体、极海半导体、华羿微电、中微半导、元能芯、赛元微、Allegro等国内外知名企业的专家和领导，为广大电机工程师带来电机控制领域最新的技术分享，以及为从业者提供一个专业的交流平台。
 
 
 
电子发烧友总经理张迎辉在开幕致辞中表示，近期出现了众多里程碑式的电机应用产品：两轮车、扫地机器人、筋膜枪、无人机、家用风扇、高速风桶、电动牙刷、eBike、水泵、电动工具、电动汽车的各种新的传动控制系统，以及因为高功率充放电而用到的冷却系统，高精度定位应用的动力机器人、无人车、以及VR、AR里面的微型高精度电机等等。只要你能想像到生活中带电就能动的地方，都会用上BLDC电机。

 
电子发烧友总经理张迎辉

 
“这些年来，有了新型的微型电机、高转速，高转矩密度、高精度、高能效、智能化的直流电机，有了更加先进的控制技术、有更加先进的控制芯片和功率器件，更好的电机制造材料和生产工艺，以及更加优秀的算法，和其他学科技术的协同创新，更多的终端产品的应用落地，加上节能减排的政策驱动与保障，最后促进了电机控制与应用的大产业的发展。”
 
ST:用于高功率冷却系统的电机控制解决方案
 
ST电机控制应用工程师李民杰在本次会议上带来了ST用于高功率冷却系统的电机控制解决方案分享。他表示，数据中心能源消耗中，冷却系统最好可以占到40%，而在冷却系统消耗中，电机的能源消耗占到2/5。

 
ST电机控制应用工程师李民杰

 
在数据中心中的冷却系统中，很多时候用到液冷，但实际上液冷也是通过风扇对散热器进行冷却，因此降低电机的能源消耗也能够显著降低冷却系统的消耗。而高效的电机驱动器，可以有效节约能源，比如相比于IE2和IE3，IE4和IE5电机可以节约5%-15%的能源；电机变速驱动装置根据电流需求调整电机速度，可以节约20%-60%；驱动装置根据负载优化电机磁通量，最多可节约20%能源消耗；使用系统分析进行冷却优化，也能够节约约30%。
 
据李民杰介绍，ST提供了多种用于数据中心冷却系统的电机控制方案，包括高性能混合信号SoC、IGBT、栅极驱动器等产品，以及从1kW到10kW用于RAC、热泵、HVAC、数据中心和BESS的解决方案等。
 
MPS：BLDC风扇驱动方案
 
MPS电机控制产品线应用工程部高级主管Williams Sheng在本次会议上带来了BLDC风扇驱动方案的分享。据介绍，MPS的核心竞争力在于制造工艺，目前最新的是第六代BCD6工艺，适用于低压大电流，36V内电流可以高达80A，采用12英寸55nm制程。另外是BCD5H工艺，适用于汽车、电机的应用，电压覆盖20V到100V；BCD5SOI工艺适用于超声波应用，另外还有高压的BCD5HV工艺，适用于1000V以内的AC/DC应用。

 
MPS电机控制产品线应用工程部高级主管Williams Sheng

 
而这次重点介绍的是MPS代算法的电机驱动，主要应用领域在于风扇、水泵等。比如MPS的单相风扇驱动产品具备高集成度，集成算法、功率、Hall传感等，支持开环闭环、软换相/正弦、曲线编程等功能；在封装上，在小封装的情况下能做到较大的电流，在QNF封装下电流最高3A，TSOT23封装下电流也能达到1A。
 
而三相风扇驱动产品，则主要具备三大优势，包括无传感器、可靠的启动和正反转切换、集成度高和平台化等。面对未来风扇驱动的发展，Williams认为主要由三大趋势，一是高压、高速、高功率；二是低噪音、低振动；三是无感化、平台化、智能化。
 
雅特力：高效能电机专用MCU为应用赋能
 
雅特力产品市场总监林金海分享的主题是《雅特力AT32M412/M416，电机专用MCU打造高效能电机应用》。AT32M412/M416作为高效能电机专用MCU，基于Arm Cortex-M4F内核打造，主频为180MHz，提供64/128+28KB Flash、16KB SRAM和1KB OTP。主要的特性优势包括提供4个运算放大器OP，支持PGA模式；支持CAN (M412)/CAN-FD (M416)传输协议；搭载18个外部输入通道，每个通道有独立转换数据寄存器。
 

 
雅特力产品市场总监林金海

 
林金海表示，面向出行工具、家电和工业控制等领域，和友商的电机控制IC相比，AT32M412/M416效能大幅领先，提供更大容量的Flash，GPIO接口资源更加丰富，且M416具有CAN-FD，适用于需要高速通信的应用。同时，雅特力也提供多项控制技术帮助工程师更高效地打造方案，包括MOSFET下管电流侦测与补偿技术，内部比较器用于侦测直流无刷电机零交越点等。
 
最后，林金海谈到了雅特力在电机控制方面的生态优势，包括拥有丰富的算法库，提供开发工具和调试工具等。
 
先楫半导体：国内首款正版授权ESC芯片
 
先楫半导体方案及FAE总监余国民重点介绍了国内首款正版授权ESC芯片——先楫HPM6E00伺服驱动器方案。HPM6E00基于双核RISC-V打造，主频超过600 MHz，支持双精度浮点运算及强大的DSP扩展，性能超过6780 CoreMark和3420 DMIPS。在实时以太网系统方面，HPM6E00集成EtherCAT从站控制器，3+1端口千兆以太网交换机，支持时间敏感网络。
 

 
先楫半导体方案及FAE总监余国民

 
余国民指出，得益于HPM6E00系列的高性能，客户可以打造极具竞争力的总线型伺服驱动器。该系统可以提供硬件电流环、Σ∆数字滤波，以及旋变解码、多摩川、BISS等编码器接口，支持COE、FOE+OAT等功能和CSPCSVCSTPPPVHM多种模式。更为重要的是，该方案是贴近量产级的参考方案，能帮助客户快速进行产品设计和交付。
 
极海王衍绪：极海电机控制专用芯片，引领工业智能和低空经济发展与创新
 
极海AE经理王衍绪为现场观众带来了《极海电机控制专用芯片，引领工业智能和低空经济发展与创新》的主题分享，王衍绪表示，作为专注于开发工业级/车规级微控制器、模拟与混合信号IC、系统级SoC芯片的公司，目前极海在工业级/车规级MCU上，拥有超过210款产品。
 

 
极海AE经理王衍绪

 
未来面向电机领域的芯片解决方案，将朝着低功耗&高能效、高集成&模块化、智能化&强算力的方向前进。同时，极海还打造了电机控制生态平台，从应用层、中间层、器件层、硬件层以及电机团队等，给予全方位支持。通过提供一站式解决方案生态平台，极海从“端”到“端”降低客户导入门槛。运用领先的系统级生态服务能力，助力客户产品快速量产。
 
华羿微电李福全：智能电机驱动中低压MOSFET的技术要求及创新
 
华羿微电应用技术部部长李福全带来了《智能电机驱动中低压MOSFET的技术要求及创新》的主题分析。李福全表示，当前智能电机驱动涉及到高功率密度、FOC和SVPWM算法提升、软启动、低噪音、低压直流电机控制系统的可靠性、EMC特性、成本控制等方面，而MOSFET则要求拥有雪崩耐量、低内阻、动态特性、器件一致性、低热阻和短路能力等特性。
 

 
华羿微电应用技术部部长李福全

 
目前华羿微电的特色MOS产品包括WIDE-SOA产品和SIP（智能电机驱动功率模块，高新技术如RC热网络模型，用于热仿真。华羿微电拥有CNAS资质和AEC-Q101可靠性评估能力，还可提供模拟应用实验室和齐全的FA分析能力及经验。未来的自研产品发展路线图，包括TO、QFN、PM、CSP等封装技术，期望为客户带来更优质的服务。
 
中微半导：第三代高效电机控制方案
 
中微半导以MCU为核心的芯片开发平台，提供先进的芯片产品、解决方案和生态系统。当前推出了丰富的电机控制微控制器产品组合，并且针对不同的开发环境和电机类型为客户提供不同等级产品支持，其产品广泛应用在汽车电子、工业、智能家电、消费电子、医疗电子等领域。
 
中微半导目前已有超过1000个自主IP。中微半导电机控制事业部总经理肖英在会议上介绍了中微半导体的电机产品线MCU、电机控制产品线SoC。其中MCU覆盖了16M到64M的低中高端产品，例如CMS32M6710，主频高达72MHz，SRAM 达12K，带有±1.5%高精度内振，配备Hall专用接口。肖英透露，公司正在开发新一代电机控制MCU、电机控制SoC产品，其中MCU包括主频高达96MHz的CMS32M6910，以及主频高达128MHz的CMS32M7710等。

 
中微半导电机控制事业部总经理肖英

 
肖英还介绍了中微半导电机产品线第三代方案平台。他从如何帮助客户降本增效、如何发挥电机的性能，以及在负载动态要求高、连续正反转、主频不够用等实际应用中遇到的问题展开介绍。第三代方案平台在第二代平台的基础上增加了参数辨别。通过扭矩补偿，减小速度波动，降低振动噪音。面对噪声的问题，中微半导推出应对管压降、死区大的方案。值得一提的是，面对储能市场，中微半导也推出了相应方案，并且帮助客户实现落地。
 
 
元能芯：AI算力时代，All in One 新品布局加速
 
元能芯专注于电机控制领域，推出了高效能、高功率密度电机控制方案和芯片产品。此次会议上，元能芯总经理黄致恺介绍了公司在智能家居领域的产品布局，目前已经推出了包括AC 110V/220V，以及DC 12V/24V/48V的产品，广泛应用在空调风扇、水泵、吸尘器等产品中。
 

 
元能芯总经理黄致恺

 
黄致恺表示，与传统结构的产品相比，元能芯O-in-1产品具备三大优势，一是全集成、高性能，总BOM成本效益高。二是内置应用级电机算法。三是FAE在线支持。元能芯推出的MYi0002V0405产品供电7V ~ 24V，内置500ns死区时间，集成PN架构三相无刷栅极驱动器和MOSFET阵列，内置5V/50ma和3.3V/300ma的LDO。
 
黄致恺介绍面对AI带来的服务器散热问题，元能芯推出了专为服务器散热系统设计的All in One系列创新型产品，通过散热风扇、更好的电机驱动、散热策略，降低高转速下的散热问题。
 
通过技术创新，元能芯推出了更有特色的MCU主控，做到了all in one，其微型单片机，内置高精度ADC/ACMP/OPA和专为BLDC设计的电阻电路，并且在FOPLP封装中更好的散热和效率。元能芯MCU的特色还表现在PWM、PGA、ADC等性能上。其中ADC不仅支持外部ATU、UTU同步采样，还支持过采样/分时采样平均。
 
赛元微： MOTOMATRIX：赛元电机“芯”平台
 
赛元微电驱事业部总监傅华进行了主题为《MOTOMATRIX：赛元电机“芯”平台》的演讲。
 
电机及驱动系统耗电占比超过50%，那么如何不断提升电机能效是电机行业共同关注的问题。电机驱动MCU需求高运算力、多种接口、低功耗、高集成度、智能化以及易于开发。赛元微耕耘MCU十余年，致力成为中国MCU领导品牌，电机产品从2022年开始规划，2023年量产，不断拓展市场，致力于打造易用、标准化开放的电驱生态。
 

 
赛元微电驱事业部总监傅华

 
SC32M15系列是赛元面向电机控制领域推出的32位高性能MCU，兼具专用性和通用性。根据不同Flash及封装类型，共有12个型号可供选择。SC32M15系列基于Cortex-M0+内核，主频高达72Mz，支持64 Bits指令预取。此外，内置MR 硬件加速单元，支持FOC控制中最常用的9类数学运算，可以大幅减轻内核负担，提升处理效率，单FOC运算快至6us，相比纯软件运算速度提升300%，提供足够的时间实现电机外的功能。
 
SC32M15系列配置8K SRAM，支持奇偶校验，提供128K/64K 两个Flash版本，全区支持硬件读写加密保护；内部集成DMA和CRC效验模块。
 
SC32M15系列传承赛元MCU高可靠、高品质基因，全系列产品遵循工业级MCU标准，2.0-5.5V宽电压，-40~105℃宽工作温度范围，ESD CLASS 3B等级，EFT Level 4等级。
 
赛元推出MotoMatrix软件开发平台，专门服务于电机控制开发与应用。MotoMatrix平台涵盖电机控制主流应用算法，采用多层式模块架构，将不同类型算法模块进行标准化解耦，为用户提供统一的接口。架构和模块开源，用户可深度开发。
 
赛元自主研发了MotoMatrix Studio图形化开发软件，集方案库、硬件配置、软件参数配置、观测调试、代码生成于一体，打造高效、易用的GUI平台。总之，MotoMatrix平台将为赛元电机用户持续打造全方位、图形化、开源的开发环境，以最大化开发效率。
 
Allegro：助力汽车电气化和底盘解决方案优化
 
Allegro现场主任应用工程师李治在现场进行了题为《助力汽车电气化和底盘解决方案优化》的分享。
 
ALGM致力于做传感器和功率IC解决方案的全球领导者，2024财年销售额达10.5亿美元。其磁传感业务占比62%，功率器件产品占比38%。汽车市场占比73%，其次是工业21%，其他6%。主要面向有汽车电气化、清洁能源、工业自动化等应用方向。

 
Allegro现场主任应用工程师李治

 
Allegro创新解决方案，打造更安全、更小型和更可靠的转向和制动系统，产品包括电流传感器、角度传感器、电机驱动器、电源管理IC、位置和扭矩传感器等。
 
Allegro最新推出集成32位 ARM® Cortex M4 处理器的 A892xx 电机控制器，拥有大内存256K闪存和32K DRAM，8K IRAM，40MHz / 50 MIPS。准确高效的电动控制，具有精细调优的先进电机控制库，无传感器的FOC控制算法，实现电机高效运行，集成 LIN 接口、专用电机控制路径和高功率栅极驱动。系统整体保护具有负 (-18V) 瞬态保护，符合QM AEC-Q100 1级标准，板载诊断功能可保护设备。
 
Allegro A17802 正弦/余弦和 A17803 高速数字式感应位置传感器（电涡流），具有出色的电机控制效率，同步补偿实现最佳换相时机，采用谐波补偿实现高达 3 倍的精确度，可编程设置零角度，替代旋变，减轻重量、降低成本和尺寸。数字输出，消除模拟信号、ADC、归一化和角度解算，无损数据传输，诊断报告，1 微秒超快角度更新。无需磁铁并且不受杂散磁场影响，与电动汽车系统兼容。
 
未来，将持续通过专有工艺包括汽车级晶圆工艺技术，以及封装例如为特定应用量身定制封装设计等实现产品差异化，提供卓越的集成度。
 
电子发烧友吴子鹏：智能化、集成化是电机控制发展的大趋势
 
电子发烧友网行业分析师吴子鹏分享的主题是《2024电机控制与驱动技术/市场分析报告》。当前，全球电机市场仍在高速发展，GVR的统计数据显示，2023年，全球电机销售市场规模为1826.5亿美元，预计从2023年到2030年，复合年增长率（CAGR）为8.2%。目前，汽车、工业机械和HVAC（暖通空调）是电机前三大应用市场，后续人形机器人是值得关注的热门领域，空心杯电机和无框力矩电机有着巨大的产业机会。
 

 
电子发烧友网行业分析师吴子鹏

 
在电机控制和驱动IC方面，2023年全球电机驱动IC市场规模达到193.98亿元，预计到2029年将达到267.63亿元，其间年复合增长率为5.56%‌。后续，高集成和智能化将成为电机控制和驱动IC重要的发展方向，驱动、MOSFET、传感器、保护元件和功率桥等都是被集成的方向；在智能化方向上，NPU的集成是一个显著的改变。

圆桌论坛:具身机器人和低空经济兴起，电机控制产业前景探讨
 

 
在研讨会的最后，电子发烧友总经理张迎辉、元能芯总经理黄致恺、ST电机控制应用工程师李民杰、兆威机电首席电控专家陈毅东、哈尔滨工业大学（深圳）先进电驱动技术方向博导詹瀚林、极海AE经理王衍绪共同进行了一场圆桌论坛，围绕具身智能、eVTOL等电机前沿应用，以专业的角度，探讨了未来的电机控制技术方向，以及行业市场发展趋势等议题，为现场观众带来了极具前瞻性的观点。