BLDC 四大方案眼花缭乱？华秋提供一站式整体解决方案

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。

MCU作为驱动和控制电机的关键器件，必须紧跟行业前沿，提供更加贴合行业应用的产品与方案。然而，BLDC控制驱动系统设计复杂，成本较高，可以说是目前影响BLDC渗透和扩张速度主要障碍。

因此如何不断拉低这道BLDC电机的技术门槛，加速其应用开发的速度，也就成了BLDC技术发展中要考虑的最核心的着力点。

BLDC四类解决方案

一个典型的BLDC电机解决方案通常包括四个部分：

电机控制器：通常是由MCU、DSP等主控芯片负责，进行电机控制与算法处理，并根据来自BLDC电机的反馈信号做出响应，为栅极驱动提供6路PWM信号。

栅极驱动：也被称为“预驱”，会根据控制器的输出信号，向功率器件的栅极施加电压并提供驱动电流。

功率级：包含MOSFET或IGBT等功率器件，通过开关动作控制输出到BLDC负载上的功率，驱动电机运动。

反馈回路：将BLDC电机的转速、位置、电流、电压，以及故障等信号，反馈给控制器，形成控制的闭环。

最传统，最成熟的驱动方案就是控制器、栅极驱动、功率级这三部分是分开的；也有将栅极驱动和功率MOSFET集成为IPM的。

现在较为主流的方案是将栅极驱动集成进控制器中，后面再接上功率MOSFET或者IGBT来驱动BLDC。

还有一种将这三部分都集成了，做成一个SoC，直接驱动BLDC。

MCU+预驱+驱动的方式，这种方式的优点是灵活，IC选择性高，可适应于各类大、中、小功率的控制器。对一般的MCU公司也最具有优势，主要应用在高压系统，或者是大功率系统上，因为大功率和高压应用，有散热和隔离的问题。缺点就是集成度低，PCBA的面积比较大。

MCU+[预驱+驱动]也可以描述成MCU+IPM，开发功率组件的国际厂商多半都有IPM的产品，让客户能简化电路板设计的复杂度，提升稳定性，也是早期特别成熟的驱动方式。它的优点是，集成度高、PCBA面积较小。缺点是功率不能做得很大。

[MCU+预驱]+驱动，是目前较为主流的开发方向。它的优点是集成度比较高、MOSFET可以灵活选择、适用于各类中小功率的控制器。缺点是由于预驱集成在MCU中，预驱的驱动能力和耐压做不高，无法适应大功率控制器。

SoC方式的优点是对性能比较高的应用，常常用于塑封电机的设计；缺点是设计弹性比较差，如果需要更改驱动特性的话，就必须在SoC旁边增加一颗小MCU，这不仅会增加元器件成本，更加会增加电路板的复杂度，这违背了化繁为简的发展思想。

BLDC电机主控厂商目前有很多，根据分类的不同，有的企业这三种主控解决方案都有，有的只提供一两种解决方案。

比如TI基本上三种方案都有，ST也有单MCU和MCU+预驱的方式。国内的BLDC主控方案主要走的还是集成的方向，比如峰岹就是主要提供MCU+预驱的方案。

从硬件层面来看，BLDC电机控制的发展经历了从小规模模拟、数字电路于分离器件的控制器，发展到专用集成控制电路的控制器，再到MCU，DSP等解决方案的过程。

从软件算法层面来看，受控制理论和控制器件的限制，BLDC电机一直采用经典PID控制，该控制方法可以使系统性能满足各种静、动态指标要求，但系统的鲁棒性不尽人意。

面对日益复杂的控制对象，进一步提高BLDC电机调速系统的快速响应性、稳定性和鲁棒性，智能控制算法受到关注，这包括模糊控制、神经网络控制、专家系统等。

智能控制系统具有自学习、自适应、自组织等功能，能够解决模型不确定性问题，非线性控制问题，以及其他较为复杂的问题。而BLDC电机是一个多变量、非线性、强耦合的控制对象，因此利用智能控制可以取得较为满意的控制结果。目前已经有一些较为成熟的智能控制方法应用在了BLDC电机控制。比如模糊控制和PID相结合的Fuzzy-PID控制、模糊控制和神经网络相结合的复合控制、隶属度参数经遗传算法优化的模糊控制、单神经元自适应控制等等。

总体而言，可以看到，BLDC技术方案的演进有两个明显的趋势：一是探索更高集成度，二是提供一站式的整体解决方案。

线上社群作为流量入口，面向BLDC领域提供全链条解决方案

BLDC电机技术的创新，使得众多厂商的产品及方案不断推陈出新，以其出色的特点和优势与其他同类产品及方案区别开来。未来10年，BLDC电机的应用将迎来一个稳健而高速的发展期，谁能快速整合起优势的技术资源，开发出最终应用所需的解决方案，谁就能够把握住这一市场机遇。

深圳华秋电子有限公司（简称华秋电子）基于电子产业多年的技术积累与应用实践经验，针对BLDC电机应用，提供一站式的整体解决方案。

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