在电机方案里，电机驱动电路负责为电机提供电源、控制信号等必要信号，将电源提供的电能转换成机械能，驱动电机正常运转。因此，一般来说，电机驱动电路包括PMIC、控制器、功率器件、栅极驱动和保护电路等部分。为了推动电机技术更好地发展，2025年电机驱动IC会有哪些发展趋势呢？
电机驱动IC的高效率趋势
在低碳需求下，高效率是电机驱动IC的核心发展目标之一，以此来实现电机系统的高性能和低功耗，进而实现整个电机系统的高功率密度。不过，效率提升其实并不容易，从厂商的产品性能来看，两三年前，电机驱动的效率指标就已经超过了99%，比如Power Integrations公司的BridgeSwitch系列，产品效率早就已经达到了99.2%，所以在去年BridgeSwitch-2系列发布时，效率被标注为高于99%。BridgeSwitch-2系列通过集成半桥（IHB）在功率方面实现了进一步提升，将可用输出扩展到了1马力（746W），使逆变器效率提高至99%，并将睡眠模式下的功耗降低到了10mW以下。
那么，既然效率已经如此高了，后续厂商还有哪些路径来提升电机驱动效率呢？手段实际上还有很多，比如可以升级产品控制器部分的内核，从通用MCU内核更换为高实时性内核，在这方面Cortex-M4、Cortex-M7、Cortex-M52等内核通过优化矢量计算性能，实时性更高，能够帮助提升效率；也可以在驱动电路上做文章，采用更高实时性的检测电路，或者将一些软件实现的功能固化到芯片上，以此来提升控制环路的效率；集成化依然还是一个很有效的方式，通过将控制器、预驱动器和功率器件集成在一起，一体化方案相较于离散的方案，必然会具有更高的效率；占空比和电源的效率密切相关，也能够影响电机的效率，高占空比有助于保持输出电压和电流的稳定，减少调整次数和能量损失，通过集成电荷泵电源，可以实现最高100%的占空比；另外，将功率器件从传统Si器件换成第三代半导体器件，也能够帮助提升效率。
在占空比方面，MPS公司预发布的MPQ6547-AEC1三相无刷直流 (BLDC) 电机驱动器便是通过内部电荷泵支持100%占空比运行。在功率器件选择上，德州仪器的GaN IPM是电机驱动方面很具代表性的技术，这些功率级模块具有>99%的效率，无需散热器等冷却元件，可以帮助提升电机驱动电路的效率和功率密度。
电机驱动IC的高集成发展趋势
刚刚在高效率实现上，以及提到了高集成，在2025年高集成依然会是电机驱动IC不变的发展趋势。此前，意法半导体公司推出了STSPIN32G0新列电机驱动器，便是高集成电机驱动IC的代表。意法半导体STSPIN32电机驱动器集成STM32通用微控制器 (MCU) 和功能丰富的三相栅极驱动器，包括45V、250V 和 600V额定电压的栅极驱动器，用于驱动不同功率等级的电机应用。新产品还集成了其他功能，包括 12 位 ADC模数转换器、内部参考电压、高级电机控制定时器，以及 I2C、USART、SPI等数字接口。多达 32 个通用 I/O引脚 (GPIO)、64KB 闪存和 8KB SRAM 让开发人员能够灵活地运行复杂的应用程序和创新的增值功能。
高集成的产品，配合丰富的配套资源，使得工程师可以快速基于这些器件构建起自己的电解方案，且拥有更小的PCB面积，更简单的外围器件搭配，具有更高的功率密度。除了将控制器、预驱动器、功率器件、保护电路和接口资源集成在一起外，电机驱动IC的高集成度发展还有一些明显的趋势，比如根据需求集成总线模块、集成传感器和集成无感控制算法等。
在根据需求集成总线模块方面，纳芯微公司NSUC1602和NSUC1610系列是非常具有代表性的，这些IC都集成了LIN PHY，其中NSUC1610支持4线制的LIN总线，LIN接口满足±40V过反压耐压要求。另外，NSUC1610有可以支持高压（12V）的GPIO，便于客户使用高压PWMIO直接来做电机控制。
在电机驱动系统里，会应用到各种传感器，包括位置传感器、力矩传感器、电流传感器等，这些传感器也是被集成的对象，尤其在高端电机需求越来越广泛的当下，比如位置传感器可以帮助用于高速灵活地电机换向。
电机驱动IC的智能化发展趋势
除了高效率和高集成，智能化在2025年的电机驱动IC新品里会更加凸显。此前，我们在文章中有提到，智能化升级主要体现在两个方面：其一是电机控制算法越来越智能，让电机系统变得更加聪明、高效；其二是电机系统融合的元素越来越多，尤其是电机与传感器、机器学习等技术的结合，使得电机控制和反馈形成了闭环，控制过程也更加灵活。在电机控制算法中，有一类算法被称为神经网络控制算法。神经网络控制是一种基于人工神经网络的电机控制算法。它通过训练神经网络模型来预测电机的输出，然后通过调整神经网络的权重和阈值来实现对电机的控制。
那么该如何更好地承载这些智能算法呢，需要电机驱动IC做到更高性能，且有专门的AI算法运算单元。我们曾多次介绍瑞萨电子RA8T1，这款MCU基于高性能Arm Cortex-M85内核，搭载Helium和TrustZone，其中Helium矢量处理技术为计划引入智能化、计算处理能力的终端应用，提供更高效的计算能力。
当然，也会有电机驱动和控制IC选择NPU，比如德州仪器的C2000系列就已经集成了NPU。此前，德州仪器中国区技术支持总监师英表示，NPU可应用在太阳能及供电系统中的电弧检测以及电机驱动的预测性维护上，目前这两大应用都是C2000的主要战场。
2025年，会有更多的电机应用希望加入诸如预测性维护和智能化控制等功能，这些智能算法会带来广泛的智能电机驱动IC需求，厂商如何抉择自己的智能化路线，会是2025年的一大看点。
结语
据Research And Markets统计，2021年全球电机驱动芯片市场规模为38.8亿美元，预计2028年可增长至55.9亿美元，其间的年复合增长率（CAGR）为5.3%。在稳定增长的电机驱动市场里，高效率和高集成会是持续不变的发展趋势，其中也包含一些其他发展趋势，比如小型化、高性价比、高功率密度和易于使用等。此外，智能化会是电机驱动重要的升级方向，如何实现智能化会是2025年一大看点。声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表本站网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。 举报投诉
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