2023年11月16日，由電子發(fā)燒友網(wǎng)主辦的“2023電機(jī)控制先進(jìn)技術(shù)研討會(huì)”，在深圳益田威斯汀酒店成功舉辦。據(jù)Grand View Research統(tǒng)計(jì)，2021年全球電機(jī)市場的規(guī)模為1505億美元，預(yù)計(jì)未來幾年將會(huì)以6.4%左右的年復(fù)合增長率增長，到2028年將會(huì)達(dá)到2325億美元。近幾年來，國內(nèi)電機(jī)市場規(guī)模在不斷增大，產(chǎn)量也在不斷提升，而電機(jī)的智能化和高效節(jié)能化，離不開上游芯片、傳感器、編碼器等硬件，以及電機(jī)控制軟件算法的支持。

因此本次研討會(huì)邀請(qǐng)到兆易創(chuàng)新、雅特力科技、ST、凌鷗創(chuàng)芯、MPS、兆威機(jī)電、愛普特、瑞薩、杰發(fā)科技、元能芯科技等多家國內(nèi)外知名企業(yè)的專家和領(lǐng)導(dǎo)，他們帶來電機(jī)控制領(lǐng)域最前沿的行業(yè)動(dòng)態(tài)以及技術(shù)分享，并為廣大電機(jī)工程師提供一個(gè)資訊和交流平臺(tái)。
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電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝在開幕致辭中表示，電機(jī)控制的技術(shù)變化確實(shí)非?？?，市場也在快速增長。對(duì)于這一個(gè)迅速成長的市場來說，供應(yīng)商和客戶更緊密的走在一起創(chuàng)新，并在藍(lán)海、紅海市場中，不斷地優(yōu)化迭代好相關(guān)的供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)，同樣顯得非常重要。從前幾年的風(fēng)扇、空調(diào)冰箱洗衣機(jī)，再到網(wǎng)紅爆款產(chǎn)品四軸無人機(jī)、兩輪車、獨(dú)輪車、筋膜槍、電吹風(fēng)，再到現(xiàn)在的電單車、新能源代步車、電動(dòng)工具、AGV等，都是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用創(chuàng)新落地。

電子發(fā)燒友總經(jīng)理張迎輝

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“未來可預(yù)見的各種場景的行業(yè)機(jī)器人、大狗機(jī)器人以及將走入千家萬戶的人型機(jī)器人，都是電機(jī)在近C端應(yīng)用未來市場增長的機(jī)會(huì)。這兩年汽車電子市場火熱，很多MCU廠商還不斷推出車規(guī)級(jí)芯片，這一塊市場也同樣被認(rèn)為是***的藍(lán)海市場，未來發(fā)展究竟如何，同樣值得期待！”
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兆易創(chuàng)新：GD32 MCU為電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供多維度的解決方案
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兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場資深經(jīng)理陳奇在本次研討會(huì)上帶來了多款采用了兆易創(chuàng)新MCU的電機(jī)應(yīng)用參考設(shè)計(jì)，同時(shí)也介紹了兆易創(chuàng)新豐富的MCU產(chǎn)品線。

兆易創(chuàng)新產(chǎn)品市場資深經(jīng)理陳奇

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據(jù)了解，兆易創(chuàng)新GD32 MCU目前已經(jīng)具有41個(gè)主流產(chǎn)品系列，超過500個(gè)產(chǎn)品可選型號(hào)，滿足工業(yè)級(jí)和車規(guī)級(jí)的可靠性。系列產(chǎn)品完美兼容、適配多種IDE，且具備完善的生態(tài)系統(tǒng)支持。
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具體來說，兆易創(chuàng)新的MCU產(chǎn)品系列可以分為四大部分，包括高算力應(yīng)用的GD32H系列、無線連接應(yīng)用的GD32W系列、低功耗應(yīng)用的GD32L系列以及車規(guī)級(jí)的GD32A系列。典型市場應(yīng)用包括物聯(lián)網(wǎng)、能源電力、工業(yè)控制、安防設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊、健康監(jiān)護(hù)、家電、汽車應(yīng)用。
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其中，針對(duì)電機(jī)控制應(yīng)用的產(chǎn)品，陳奇表示可以分為三個(gè)類型，首先是高性能強(qiáng)算力需求的產(chǎn)品，這類產(chǎn)品包括GD32H757、GD32F427、GD32E507、GD32F407，具備高動(dòng)態(tài)性能FOC、多種實(shí)時(shí)通訊需求、同時(shí)控制兩臺(tái)BLDC/PMSM、支持多種無傳感器算法等。其中GD32H7系列高算力MCU，配備Cortex-M7核心，主頻高達(dá)600MHz，同時(shí)最高支持4MB Flash、512KB SRAM和512KB RAM存儲(chǔ)，并具備豐富的外設(shè)。
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而主流的需求包括FOC矢量控制、單電阻電流采樣、同時(shí)控制電機(jī)+PFC、無傳感器算法，這類的產(chǎn)品包括GD32F303、GD32A503、GD32E113、GD32VF1034.
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最后是成本敏感需求的產(chǎn)品，一般這些產(chǎn)品需要具備FOC矢量控制、方波控制、單電阻或三電阻采樣等基本功能，比如GD32E230、GD32F310、GD32F330等產(chǎn)品。
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陳奇還介紹了多個(gè)參考設(shè)計(jì)方案，比如基于GD32F407R的雙伺服電機(jī)、基于GD32F310K的電動(dòng)工具、基于GD32E230K的吸塵器、基于GD32W515的WIFI 風(fēng)扇等參考設(shè)計(jì)。
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雅特力：AT32 MCU實(shí)現(xiàn)高效電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制與應(yīng)用
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雅特力成立于2016年，總部位于重慶，在上海、蘇州、深圳以及臺(tái)灣省都設(shè)有分公司。早在2020年，雅特力的MCU產(chǎn)品累計(jì)銷售就超過了一億顆。在本次研討會(huì)上，雅特力產(chǎn)品市場總監(jiān)林金海帶來了雅特力團(tuán)隊(duì)在電機(jī)技術(shù)方面的一些成果，以及在電機(jī)市場上的主要應(yīng)用。
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雅特力產(chǎn)品市場總監(jiān)林金海

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據(jù)林金海介紹，目前雅特力已經(jīng)量產(chǎn)了十多個(gè)MCU系列和兩百多個(gè)型號(hào)，均為Cortex-M4內(nèi)核的產(chǎn)品，但是能夠覆蓋從M0、M3、M4以及部分M7的市場。
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雅特力的AT32系列MCU主要分為六個(gè)類型，分別是低功耗、超值型、主流型、車用型、高效能、無線型。目前MCU產(chǎn)品線中最低的CPU頻率是96MHz，最高是288MHz，F(xiàn)lash最高是4MB，SRAM最高是512KB。
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值得一提的是，雅特力的MCU產(chǎn)品全系列pin-to-pin兼容，除了最新發(fā)布的AT32F405之外；同時(shí)全系列MCU支持-40℃~105℃工業(yè)級(jí)運(yùn)行溫度，并自有開發(fā)sLib安全代碼保護(hù)支持。
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雅特力MCU封裝最小支持20pin TSSOP，最大支持144pin 的LQFP封裝。在軟件開發(fā)方面，雅特力提供AT32 Work Bench，支持AT32 MCU圖形化配置軟件，生成初始化C代碼；支持外設(shè)初始化、 PIN MUX 、系統(tǒng)時(shí)鐘自動(dòng)化配置；支持add user code 功能；支持 Keil、IAR、AT32 IDE等常見IDE工程自動(dòng)生成等。
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從產(chǎn)品應(yīng)用來看，雅特力AT32的MCU產(chǎn)品主要應(yīng)用在工業(yè)以及電機(jī)控制領(lǐng)域，占比達(dá)到40%，在行業(yè)應(yīng)用，比如醫(yī)療/IoT/通訊等應(yīng)用中則占16%，其余分別是消費(fèi)、商用、電源、車用等領(lǐng)域。
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林金海認(rèn)為，目前電機(jī)市場發(fā)展，主要有三大趨勢(shì)：高效節(jié)能及環(huán)保；智能化、通用化、集成化；電機(jī)轉(zhuǎn)速提高。因此，電機(jī)控制MCU也需要相應(yīng)地做出改變，提高效能、簡化系統(tǒng)、降低能耗、降低成本等。
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最后，林金海分享了多個(gè)電機(jī)控制技術(shù)，其中包括雅特力已申請(qǐng)專利的技術(shù)——BLDC無感ADC低速控制。以及多個(gè)電機(jī)控制應(yīng)用方案，比如高速風(fēng)扇、電動(dòng)工具、高速風(fēng)筒、吊扇、電動(dòng)摩托車、洗衣機(jī)、割草機(jī)等方案。
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ST：用于可持續(xù)發(fā)展世界的新型洗衣機(jī)方案
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隨著各地突破高溫記錄，我們生活的方方面面都受到了影響。中國的目標(biāo)是在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。達(dá)成這樣的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)需要共同的努力，意法半導(dǎo)體電機(jī)控制應(yīng)用經(jīng)理蔡成攀分享了《用于可持續(xù)發(fā)展世界的新型洗衣機(jī)方案》，介紹了意法半導(dǎo)體為洗衣機(jī)在節(jié)能節(jié)水上打造的創(chuàng)新方案，以及如何將人工智能與電機(jī)控制FOC先集合。
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意法半導(dǎo)體推出了AI+ZeST的解決方案，借助ST32G4系列MCU、SLLIMM IPM通過ZeST零速全扭矩在洗滌階段重復(fù)完美的啟動(dòng)。相較傳統(tǒng)的啟動(dòng)，ZeST可以做到順滑的電流控制與速度控制，從而縮短洗衣流程、使用更小的電源設(shè)備以及縮減散熱器體積等，實(shí)現(xiàn)在洗滌階段節(jié)能15%～40%。

意法半導(dǎo)體電機(jī)控制應(yīng)用經(jīng)理 蔡成攀

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蔡成攀指出如果洗衣機(jī)在稱重時(shí)，多算了200克，那么就可能因此多放200克水。如果以一臺(tái)洗衣機(jī)每年使用200次的頻率來算，做到精確稱重每年就可以節(jié)省40公斤的水。而當(dāng)我們遇到非線性多參數(shù)的問題，比如對(duì)衣物進(jìn)行稱重計(jì)算時(shí)，人工智能就有優(yōu)勢(shì)了。
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借助意法半導(dǎo)體提供的NanoEdge AI Studio，可以簡單、快速、低成本地創(chuàng)建邊緣AI應(yīng)用。意法半導(dǎo)體有專門的團(tuán)隊(duì)對(duì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行更新，嵌入式開發(fā)者可直接使用，無需專業(yè)AI知識(shí)。只需收集少量有效數(shù)據(jù)集，就可以進(jìn)行模型的開發(fā)和部署，從而節(jié)約3倍的成本，把開發(fā)速度提升2倍。
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凌鷗創(chuàng)芯：電控“芯”生態(tài)，基于凌鷗MCU的全套高速風(fēng)筒方案
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成立于15年的凌鷗創(chuàng)芯一直致力于控制領(lǐng)域的直流無刷方案，提供了MCU、預(yù)驅(qū)和一系列的電源與功率模塊。其開發(fā)團(tuán)隊(duì)在精度、溫漂以及ADC采樣速度等方面，有著深厚的經(jīng)驗(yàn)積累。凌鷗創(chuàng)芯銷售總監(jiān)郭天在會(huì)上分享了《電控“芯”生態(tài)，基于凌鷗MCU的全套高速風(fēng)筒方案》，介紹了凌鷗創(chuàng)芯為高速風(fēng)筒這一熱門應(yīng)用打造的系統(tǒng)解決方案。

凌鷗創(chuàng)芯銷售總監(jiān) 郭天

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郭天重點(diǎn)介紹了凌鷗主推的MC07x系列MCU，這是一個(gè)基于Cortex-M0架構(gòu)的MCU，同時(shí)集成了一個(gè)DSP小核。與市面上競品不同的是，該DSP內(nèi)核并非只能去做一些浮點(diǎn)或加速運(yùn)算，客戶是可以自行編寫DSP的應(yīng)用程序，比如在洗脫一體機(jī)、多旋翼無人機(jī)上實(shí)現(xiàn)單MCU雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)等，從而大幅減少成本。
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針對(duì)高速風(fēng)筒，郭天也介紹了該應(yīng)用的市場現(xiàn)狀以及凌鷗專為該市場打造的整套系統(tǒng)解決方案。今年整個(gè)高速風(fēng)筒的出貨量已經(jīng)超過了2000萬臺(tái)，凌鷗創(chuàng)新判斷接下來的三年，該市場的每年的增長速率都會(huì)超過50%。
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針對(duì)這樣的市場風(fēng)口，凌鷗提供了完整的芯片解決方案，比如037、038或072等一系列MCU，300x、500x等三相IPM以及ACDC/DCDC等，還提供了內(nèi)置LDO的版本進(jìn)一步減少整體成本。凌鷗也對(duì)高速風(fēng)筒的方案做了軟件優(yōu)化，比如在相電流啟動(dòng)時(shí)更加平穩(wěn)。
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MPS：小型化電機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)與未來
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作為國際芯片設(shè)計(jì)大廠，MPS在小型電機(jī)上會(huì)有怎樣的一個(gè)發(fā)展方向呢？在本次研討會(huì)，MPS應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)理李凡給出了答案，并詳細(xì)分享了MPS小型化電機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)以及未來產(chǎn)品趨勢(shì)。

MPS應(yīng)用系統(tǒng)經(jīng)理 李凡

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所有微型電機(jī)，實(shí)際上都是分為三個(gè)部分：控制器、執(zhí)行器和傳感器。對(duì)于MPS來說，也會(huì)在有傳感和無傳感兩個(gè)方向上同時(shí)引進(jìn)。在高可靠性應(yīng)用場景，絕大多數(shù)都是有傳感的產(chǎn)品。MPS的電機(jī)產(chǎn)品主要分為三大類：直流有刷電機(jī)、單相直流無刷電機(jī)、三相直流無刷電機(jī)。在單相和三相直流電機(jī)上，MPS做了非常多的算法開發(fā)，以及針對(duì)一些功率模塊的合成。在研討會(huì)上，李凡重點(diǎn)介紹了單相和三相直流無刷電機(jī)產(chǎn)品。MPS有非常豐富的電機(jī)產(chǎn)品，從18V、35V、50V的都有，2023年也推出了MP6655、MP6617、MP(Q)6631H等新品。
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李凡進(jìn)一步詳細(xì)介紹了MP(Q)6653單相BLDC驅(qū)動(dòng)器、MP(Q)6634三相BLDC無霍爾FOC驅(qū)動(dòng)器、MP(Q)6541三相功率模塊產(chǎn)品的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)。其中MP(Q)6541三相功率模塊產(chǎn)品，集成6個(gè)MOSFET，輸入邏輯會(huì)變得非常簡單，這顆產(chǎn)品把所有電流檢測邏輯也都做到里面，電流檢測做到高精度，外部電路簡潔，產(chǎn)品在海外客戶大范圍使用，MPS希望進(jìn)入國內(nèi)客戶。MP(Q)6541還內(nèi)置電荷泵，可以做到100%PWM輸出，內(nèi)置三相電流采樣運(yùn)放，可以在整個(gè)汽車行業(yè)應(yīng)用，在MPS整個(gè)產(chǎn)品線里面是相對(duì)高端的一個(gè)產(chǎn)品。
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在單相電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，MPS的技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在三大方面：正弦波驅(qū)動(dòng)、超前角設(shè)置、多段曲線編程轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制。在三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)勢(shì)則主要在于可以FOC無霍爾驅(qū)動(dòng)、高可靠的正反切換順逆風(fēng)啟動(dòng)控制、多段復(fù)雜曲線可配置速度開環(huán)及閉環(huán)控制。在功率模塊上，MPS采用Mesh ConnectTM先進(jìn)封裝技術(shù)，產(chǎn)品在小封裝高集成度方面獨(dú)具領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。李凡認(rèn)為未來微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)將主要往高功率化、先進(jìn)驅(qū)動(dòng)、智能化趨勢(shì)發(fā)展。
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