拓尔微步进电机驱动芯片解决噪声、干扰等行业痛点

如今，电机在生活中随处可见，小到电动玩具、挂脖小风扇、大到汽车、飞机等，到处都有电机的身影。据统计，发达国家每个家庭平均拥有的电机数量是80到130台，而我国大城市家庭平均拥有的电机数量在20到40台之间。目前还远远低于发达国家的平均水平。这可以看出，国内电机产业还有很大的发展空间。

那么，这些电机是如何运动起来的呢？此时就需要电机驱动芯片出马了。电机驱动芯片是包含了速度控制、力矩控制、位置控制及过载保护等功能的集成电路，可以根据输入信号，按照内置的算法控制电机绕组电路流动方向，从而控制电动机的启停与转动方向。它集成了逻辑运算电路与功率驱动电路，利用它可以与主处理器、电机和增量型编码器构成一个完整的运动控制系统，可以用来驱动直流电机、步进电机、及继电器等感性负载。

电机驱动芯片应用广泛，有刷和步进驱动芯片占半壁江山

电机驱动芯片应用范围十分广泛，目前已经广泛应用于消费电子、电动工具、打印机、3D打印、安防监控、通信设备、汽车，以及工业控制等领域。据市场调研机构ResearchAndMarkets统计，2021年全球电机驱动芯片是市场规模为38.8亿美元，预计2028年可增长至55.9亿美元，年复合增长率约为5.3%。另据QYResearch统计，2020年，全球无刷电机驱动芯片的市场份额为46.95%，有刷电机驱动芯片市场占30.99%，步进电机驱动芯片市场占22.06%，预计未来几年，无刷电机驱动芯片的增速最快。

从厂商方面来看，目前电机驱动芯片的主要供应商有TI、ST、安森美、英飞凌、罗姆、Allegro、东芝、松下、恩智浦，及ADI等国际厂商，他们占据了全球七成以上的市场。国内厂商目前在电机驱动芯片领域的市场份额还很低，不过这几年有不少国内半导体企业将关注度集中到了电机驱动芯片领域。

比如即将登陆创业板的拓尔微这几年就推出了不少电机驱动芯片，据其招股书介绍，电机驱动芯片是该公司2021年收入增速最高的产品，并计划融资后投入2.16亿元用于“电机驱动芯片研发及产业化项目”，以提升现有产品在集成度、可靠性、精度等方面的性能指标，扩大高集成度、高可靠性直流有刷电机驱动芯片、高精度低噪声低抖动步进驱动芯片及控制芯片，以及无刷直流电机驱动芯片及控制系统等产品的研发和生产。

核心技术解决行业痛点

拓尔微目前已经有多款有刷直流电机驱动芯片和步进电机驱动芯片在市场上销售了。比如可以驱动有刷直流电机的TMI8262和TMI8263，以及驱动微步进电机的TMI8420和TMI8421。这几款芯片应用了拓尔微的“步进电机低噪声控制技术”、“高可靠多重过流保护技术”、以及“电荷泵驱动EMI抑制技术”等核心技术，解决了电机驱动芯片的噪声、干扰等行业痛点。

比如说TMI8262，它可以驱动1组步进电机，或者2组直流有刷电机，集成了功率MOS全桥驱动、输入欠压保护、过流及短路保护、过温保护等功能，具有低功耗、低噪音，以及外围简单等特点。适用于智能门锁、智能扫地机器人、按摩设备等智能家居设备，打印机以及电动玩具等应用。

TMI8262还有一个值得一提的优势，那就是Rdson低至0.9Ω（HS+LS）@1A，关断电流小于1微安，具有低功耗特性；还能节省掉CP电容，且内置了LDO 3.3V（120mA）输出，可以给主控供电。

这些低功耗和低噪音的特性，让TMI8262在办公和家用打印机应用中获得了客户的青睐，因为步进电机工作时产生的噪音会影响用户的使用体验，抖动则可能会让打印结果出现偏差，拓尔微低噪音高驱动能力的TMI8262很好地解决了这些痛点，而且，它的功耗更低，能够减少打印机发热。比如市场上现有打印机解决方案的工作时温度可能会飙升至101.8℃，同样条件下，使用TMI8262则仅有69.8℃。

TMI8263除了具有TMI8262的宽工作电压（8.0V~45V）、低功耗、过流保护、过温保护、欠压保护等保护功能外，Rdson更低至0.4Ω，持续电流能力提升至了2.5A，驱动能力更强。

另一款电机驱动芯片TMI8420采用了易操作的时钟控制方式，最大细分数可达1/32，具有2.5A的强驱动能力。其输入电压范围为8~45V，关断电流小于2微安，同样也内置了过流保护、过温保护，以及欠压保护等多重保护功能。

此外，其可配置的电流衰减模式有混合衰减、慢速衰减，以及快速衰减三种。TMI8420的外围电路也相当简单，仅需配置几颗电阻电容即可。

另一款电机驱动芯片TMI8421则具有2通道步进电机驱动，电压输入范围为6~35V，驱动能力相较TMI8420稍弱，峰值电流为2A，关断电流小于2微安，具有两种电流衰减模式，即混合衰减和慢速衰减。它可应用于自动售卖机、3D打印、检测设备，以及点钞机等应用场景。

据悉，拓尔微的步进电机驱动芯片，在直流有刷电机驱动芯片的基础上，集成了微步进控制算法，适用于安防监控、打印机、工业机器人，以及自动化等设备。其电机驱动芯片通过微细分算法实现了对电机电流的精准控制，大幅降低了电机的工作噪音，同时具有高可靠、多重保护功能、低功耗高散热能力，以及强抗电磁干扰等特点。

结语

电机驱动芯片行业的市场规模虽然现在还不算是特别大的，但随着市场对高效电机、节能电机需求的增大，电机驱动芯片必然也需要做出改进，技术也需要跟着一起升级，而且，目前国内半导体企业在电机驱动芯片行业的市场占比还很低，此时投入，未来将会迎来更大的回报。拓尔微电子这几年的技术积累，也会在今年及明年，推出更多能够解决行业客户痛点的产品，全面发力电机驱动芯片领域。　　

      审核编辑：彭静