電機的應用非常廣泛，可以說大部分動的產(chǎn)品內(nèi)部都有電機的身影，其主要的應用領域有風機、泵、電動車、電動工具、壓縮機、農(nóng)機具，以及汽車應用等等。隨著各國出臺了更加嚴格的用電標準，節(jié)能電機成為了市場關注的熱點，而BLDC電機具有高效率、高速率、長壽命等優(yōu)點，成為了業(yè)界關注的重點。

 

電機控制IC，是一種可以控制BLDC電機的轉速、方向，及扭矩的IC，控制信號可以是模擬信號，或者數(shù)字信號，且通常會包括來自電機的某種類型的反饋，比如位置、速度、電流和溫度等，以確保電機的正常運行。

 

電機驅動IC，則可以是集成柵極驅動器，并使用外部半橋電路/MOSFET/IGBT；也可以集成柵極驅動器和半橋電路/MOSFET/IGBT。電機驅動器IC一般會提過熱、過壓、過流、短路和欠壓等保護功能。

 

近幾年隨著半導體技術的發(fā)展、MCU與驅動組件的普及，使得BLDC電機的總體成本降低了很多，再加上這幾年來，永磁新材料、自動控制技術，電力電子技術，特別是大功率開關器件的發(fā)展，以及國內(nèi)高壓、高速電機制造技術的提升，BLDC電機得到了長足的發(fā)展。現(xiàn)在，我們在很多場合都看到了BLDC電機的身影。

 

由于BLDC電機的用量在逐年提升，帶動了電機控制與驅動IC市場的持續(xù)增長。BLDC電機與交流電機最大的不同就是，它需要一個控制和驅動系統(tǒng)。BLDC電機的驅動控制電路主要有三大部分：控制IC、柵極驅動，也就是我們常說的預驅，以及功率MOSFET/IGBT，就是通常說的驅動。當然，還有傳感器、隔離器、阻容元件等電子元器件。

 

根據(jù)市場調(diào)研機構FMI的統(tǒng)計，2022年全球電機控制IC市場規(guī)模約為49億美元，預計2023年為52億美元，2023年~2033年期間以5.3%的年復合增長率為5.3%。預計2023年，全球電機驅動IC市場規(guī)模為42.4億美元，到2033年可達76.7億美元。

 

下面將由我愛方案網(wǎng)介紹幾款高性能電機驅動芯片：

 

HPM6700/6400系列芯片

 

 

HPM6700/6400 系列產(chǎn)品是先楫半導體推出的高性能高實時 RISC-V MCU 旗艦產(chǎn)品，目前已經(jīng)量產(chǎn)。與國際競品相比，HPM6700系列芯片單核運行主頻即可達到驚人的816MHz，在CoreMark跑分測試中，HPM6700獲得了9220的高分，成功刷新了國際MCU領域的性能記錄。

 

 

在具體性能方面，HPM6700/6400系列芯片采用RISC-V 內(nèi)核，支持雙精度浮點運算及強大的 DSP 擴展，主頻頻率創(chuàng)下了MCU 性能新紀錄，是目前市場上高性能MCU的理想之選。此外，該系列芯片還配置了高效 L1 緩存和本地存儲器，加上 2MB 內(nèi)置通用SRAM，極大避免了低速外部存儲器引發(fā)的性能損失。

 

HPM6700/6400系列芯片還擁有強大的多媒體支持能力和豐富外設接口，其適配的LCD顯示控制器可支持高達1366x768 60fps的八圖層RGB顯示支持，支持圖形加速功能，可支持雙千兆以太網(wǎng)，IEEE1588，雙目攝像頭。并具有4個獨立的pwm模塊，每個模塊可生成8通道互補PWM，及16通道普通PWM、3 個 12 位高速 ADC 5MSPS、1 個 16 位高精度 ADC 2MSPS、4 個模擬比較器等多個接口。

 

在安全性方面，HPM6700/6400系列芯片集成了 AES-128/256, SHA-1/256 加速引擎，支持固件軟件簽名認證、加密啟動和加密執(zhí)行。

 

HPM6300系列

 

 

 

先楫半導體推出的HPM6300全系列產(chǎn)品采用晶心Andes D45 RISC-V內(nèi)核，支持雙精度浮點運算。模擬模塊包括16bit-ADC，12-bit DAC和模擬比較器，配以多組納秒級高分辨率PWM，為馬達控制和數(shù)字電源應用提供強大硬件支持；通訊接口包括了實時以太網(wǎng)，支持IEEE1588，內(nèi)置PHY的高速USB，多路CAN-FD及豐富的UART，SPI，I2C等接口。（已量產(chǎn)）

 

HPM6300的主頻達到648MHz, 并具有FFA協(xié)處理器，能實現(xiàn)FFT/FIR快速計算，具備3個16位的ADC、10/100M以太網(wǎng)等，適合工業(yè)自動化、電網(wǎng)等行業(yè)應用，如工業(yè)自動化領域的伺服驅動器、PLC、工業(yè)控制器，電網(wǎng)的DTU、斷路器等產(chǎn)品。

 

不僅在性能方面表現(xiàn)優(yōu)異，HPM6300同時也是一款高性價比的產(chǎn)品，其高實時性、互聯(lián)性、16位ADC的特性，一經(jīng)推出就獲得了自動化、電網(wǎng)、新能源客戶的認可。目前已在行業(yè)頭部客戶中導入產(chǎn)品設計，在FFT、AI推理性能上超越了傳統(tǒng)的DSP。

 

在工業(yè)領域，電機驅動是整個自動化的基礎應用，如用于CNC機床、機器人的伺服驅動器，用于新能源汽車的主驅、壓縮機驅動等。由于這些行業(yè)本身的發(fā)展和需求增加，對MCU提出了更高的要求，如高算力、高實時性、16位ADC、單芯片多軸控制等。

 

另外，HPM6300系列在功耗上進行了深度優(yōu)化，對于電源管理域進行了更加精細的劃分，實現(xiàn)了低至1.5uA的待機功耗，及低至40mA的運行功耗（全速運行coremark，外設時鐘關閉），皆低于市場上同類國際品牌的功耗。

 

HPM6200系列

 

 

 

HPM6200是先楫半導體推出的高性能、高實時、高精度混合信號的通用微控制器系列，為精準控制而生，主要應用領域包括新能源，儲能，電動汽車，工業(yè)自動化等。（2023Q1量產(chǎn)）

 

 

與國際品牌T公司C2000相比，先楫半導體HPM6200系列CPU性能實現(xiàn)了超越。HPM6200主頻600MHz，而C2000在200MHz以內(nèi)；

 

對比國際品牌S公司的G4系列，HPM6200系列在CPU性能、16位ADC、PLA等性能和功能上實現(xiàn)超越。

 

性能方面，HPM6200系列芯片主頻達到600MHz， 是RISC-V 單雙核處理器，帶有FPU和DSP，內(nèi)置4 組8通道增強型 PWM 控制器（8ch/組），提升了系統(tǒng)控制精度，可實現(xiàn)單芯片控制多軸電機或者單芯片實現(xiàn)復雜拓撲的數(shù)字電源。同時配備了可編程邏輯陣列 PLA， 3 個 2MSPS 16 位高精度 ADC， 16個模擬輸入通道以及4 個模擬比較器和 2 個 1MSPS 12 位 DAC。

 

此外，HPM6200系列還具備多種通訊接口：1 個內(nèi)置 PHY 的高速 USB，多達4路CAN-FD， 4 路 LIN 及豐富的 UART、 SPI、I2C 等。

 

伺服驅動器方案介紹：

先楫的HPM6400系列產(chǎn)品幫助客戶實現(xiàn)了單芯片控制4個伺服電機+LCD顯示屏驅動，伺服控制上實現(xiàn)電流、速度、位置三環(huán)控制。片上集成的16Bit ADC取代傳統(tǒng)的12bit ADC，可以進一步提高電流、電壓的采集精度，提高伺服的定位精度。同時，片上也有豐富的外設，幫助客戶提高連通性、可靠性等。