峰岹科技：BLDC成48V系統(tǒng)“翹楚” 電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC市場“混戰(zhàn)”持續(xù)
峰岹科技（深圳）股份有限公司應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)羅薛：“BLDC這類直流無刷電機(jī)是主流且不可逆的應(yīng)用，未來很多細(xì)分市場大都將陸續(xù)轉(zhuǎn)向以直流無刷電機(jī)為主導(dǎo)，背后主要也是低能耗的驅(qū)動(dòng)以及效率和噪音的改善。因此，包括汽車之外的很多細(xì)分市場，如今都可以看到傳統(tǒng)的有刷電機(jī)逐漸被BLDC替代的趨勢(shì)。”
節(jié)能減排、降本增效已成為當(dāng)下全球汽車市場的主基調(diào)，尤其是隨著近年來新能源應(yīng)用的飆升，汽車市場開始對(duì)各類新型電氣化零配件和半導(dǎo)體器件出現(xiàn)遠(yuǎn)強(qiáng)于以往的需求。
BLDC（直流無刷電機(jī)）作為新能源汽車應(yīng)用風(fēng)潮中的重要參與者，如今正越來越受到主流汽車大廠的熱捧，從雨刮器、動(dòng)力方向控制到通風(fēng)和風(fēng)扇等汽車零部件上，現(xiàn)在幾乎都能夠看到BLDC的身影。隨著應(yīng)用面的逐步擴(kuò)大，與電機(jī)驅(qū)動(dòng)相關(guān)的芯片市場也迎來利好增長期。BLDC這波“風(fēng)口”的推波助瀾下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)IC市場能否創(chuàng)造更多可能，備受關(guān)注。
為了響應(yīng)全球各國節(jié)能減排、降本增效的號(hào)召，如今48V系統(tǒng)已經(jīng)成為越來越多混動(dòng)汽車的標(biāo)配。畢竟，48V輕混系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)眾多，其電源系統(tǒng)比傳統(tǒng)的12V電源系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存更多電量，在配備啟停系統(tǒng)的車上可以實(shí)現(xiàn)長時(shí)間關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，減少出現(xiàn)電池電量過低而頻繁起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)充電的情況（如果不充電就無法起到發(fā)動(dòng)機(jī)了），從而避免浪費(fèi)過多的燃油。
除此之外，相比高壓混動(dòng)系統(tǒng)而言，成本也能更低，卻可以達(dá)到高壓混動(dòng)系統(tǒng)（電池電壓>100V）大部分節(jié)能效果，按照德爾福的測算，48V輕混系統(tǒng)是高壓輕混系統(tǒng)成本的30%，能達(dá)到高壓輕混系統(tǒng)70%的節(jié)能效果，可謂是真正意義上實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果。尤其是如今的新能源汽車市場，得益于48V電壓系統(tǒng)的愈發(fā)流行，BLDC這類能夠很大程度節(jié)約能源和提升效率的方案，也得以在新能源市場大展身手。
峰岹科技（深圳）股份有限公司應(yīng)用技術(shù)總監(jiān)羅薛表示：“BLDC這類直流無刷電機(jī)是主流且不可逆的應(yīng)用，未來很多細(xì)分市場大都將陸續(xù)轉(zhuǎn)向以直流無刷電機(jī)為主導(dǎo)，背后主要也是低能耗的驅(qū)動(dòng)以及效率和噪音的改善。因此，包括汽車之外的很多細(xì)分市場，如今都可以看到傳統(tǒng)的有刷電機(jī)逐漸被BLDC替代的趨勢(shì)。”
尤其是驅(qū)動(dòng)芯片領(lǐng)域，隨著此類方案在應(yīng)用端的日趨普及，也極大程度上降低了BLDC在汽車48V應(yīng)用市場的配套成本。如今，市場門檻正逐步降低，為尋求更大的價(jià)值體現(xiàn)，該領(lǐng)域也出現(xiàn)越來越多的混合型“打法”，將控制和驅(qū)動(dòng)整合起來形成電機(jī)驅(qū)動(dòng)整體化解決方案。
BLDC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路主要有三大部分：控制器、柵極驅(qū)動(dòng)，也就是常說的預(yù)驅(qū)，以及功率MOSFET/IGBT，就是通常說的驅(qū)動(dòng)。還有專用于反饋給控制器的反饋信號(hào)，其中會(huì)用到霍爾傳感器，以及旋轉(zhuǎn)變壓器、磁編碼器或者光編碼器。除此，也有不用傳感器的方案。但據(jù)記者了解，目前最傳統(tǒng)，最成熟的驅(qū)動(dòng)方案是將這三部分都分開，將柵極驅(qū)動(dòng)和功率MOSFET集成為IPM的路徑。但現(xiàn)在比較主流的方案則是將柵極驅(qū)動(dòng)集成進(jìn)控制器中，后面再接上功率MOSFET或者IGBT，進(jìn)而來驅(qū)動(dòng)BLDC。而且，SoC系統(tǒng)集成化也蔚然成風(fēng)，通過整合成SoC進(jìn)而直接驅(qū)動(dòng)BLDC。
畢竟，控制和驅(qū)動(dòng)器是任何BLDC電機(jī)解決方案的兩個(gè)基本要素。對(duì)于汽車安全應(yīng)用，如今市場上已經(jīng)能夠看到尺寸減小的趨勢(shì)，但是基于安全性和ASIL D認(rèn)證方面的考慮，廠商通常將控制和驅(qū)動(dòng)器作為獨(dú)立的集成電路來驅(qū)動(dòng)。安全集成的趨勢(shì)通常是關(guān)注于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電源和模擬信號(hào)鏈的集成，以及控制器通信的集成。
但市場終究還是講求普及化，對(duì)無論使用哪種架構(gòu)方法，功能安全性和尺寸都是48 V系統(tǒng)BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器解決方案的主要挑戰(zhàn)。除了尺寸方面的差異，離散的解決方案在進(jìn)行諸如ASIL D的系統(tǒng)級(jí)評(píng)估時(shí)，所需的開發(fā)時(shí)間和專業(yè)知識(shí)和集成方案相比也存在諸多差異。與現(xiàn)有的三相48V BLDC電機(jī)驅(qū)動(dòng)器相比，借助DRV3255-Q1，TI符合功能安全要求的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有助于使MHEV系統(tǒng)達(dá)到ASIL D的要求，同時(shí)還能將電路板空間減少多達(dá)30%。另一個(gè)值得考慮的重要因素是車用48V系統(tǒng)是一塊新興的市場，在現(xiàn)有的市場中沒有太多的解決方案既能滿足ASIL D要求又能實(shí)現(xiàn)集成，比如[MCU+預(yù)驅(qū)]+驅(qū)動(dòng)。
