首页，信无双娱乐挂机，据Grand View Research统计，2022年全球无刷直流（BLDC）电机市场的规模为188.254亿美元，预计今年可达198.6亿美元，未来几年的增长率仍将以6.5%左右的年复合增长率持续增长，到2030年将会达到308.6亿美元。

　　一般来说，BLDC电机控制器的成本与BLDC电机的成本相当，因此可以预计BLDC电机控制器的全球市场规模在2022年也约为188.254亿美元，今年约为198.6亿美元。这个数字虽然比之前预测的有些微降低，但在如今的市场行情下，仍然算是表现还不错的了。

　　特别是这几年，我们看到一个明显的趋势，那就是BLDC（无刷直流）/PMSM（永磁同步）电机在工业、汽车、家电、电动工具、医疗设备等多种应用场合有了越来越多的应用。这是因为BLDC电机可以高速运行，转速通常可以超过10,000rpm，甚至100,000rpm，且具有低转子惯量，允许快速加速、减速，以及快速反向，并且具有高功率密度，可以将电机的尺寸做得更加紧凑，因此，越来越多的应用场景开始采用BLDC电机。

　　能效是电机的重要指标之一，和能效相关的行业标准日趋严格，比如自2021年6月1日起在我国实施的GB18163-2020新国标就规定了IE3能效等级以下的电机已经被禁止生产和销售了。更高的能效要求催生了半导体器件（包括功率器件和电机控制器）需求的增长，因为市场将更加偏向采用BLDC/PMSM等高效的电机方案，同时也驱动着半导体厂商在电机控制算法和功率器件上的不断创新。

　　图：TI 无刷直流电机驱动器产品线应用营销经理Charlie Munoz

　　TI无刷直流电机驱动器产品线应用营销经理Charlie Munoz曾在接受笔者采访时表示，这些新的标准将会促使更多客户采用新的技术，以满足他们在效率、尺寸和成本上的要求。电机效率是节能的一个重要问题，电机功耗在电器和其他应用的整体能耗中占有很大的比重。

　　而构建BLDC/PMSM电机系统需要电机供应商和半导体厂商的共同努力。对电机供应商来说，机械电机组装成本太高，无法实现额外的效率，因此他们需要半导体厂商帮助提高电机驱动器和算法的效率，以优化系统。

　　不久前，峰岹科技CTO毕超博士在Aspencore举办“2023国际集成电路展览会暨研讨会（IIC）”也谈到了现代电机技术面临的挑战。他在分享中谈到，传统的应用领域正在对电机产生越来越严格的要求，比如对环境的高鲁棒性，高效率，高功率因数，高功率密度，强容错能力，低噪音和振动, 低制造成本等；而新的应用领域正在不断出现并且对电机有更加新的、特殊的要求，比如机器人、航空航天、电动汽车、无人机、医疗、新能源、移动设备、环保等。这些都将对电机设计、电机生产、功能材料、电机控制和传感技术提出挑战。

　　他特别指出，电机控制与传感技术是目前电机技术面临的两大挑战。因为电机控制器是能够以预定的控制模式使得电机完成所要求运动的装置，其典型的控制包括电机的启停、转向、速度、角度/位置、转矩/力等。电机控制器也需要通讯、保护和状态监测等功能。电机控制器接到主控系统的控制指令后，把被控电机以最短的时间和最少的能耗调至主控系统所需要的状态，并且在调整过程中，与传感器系统配合，把电机状态的信息发给主控系统。

　　同时，电机控制也和传感技术密切相连，对传感技术的需求包括高精度、高速响应、适用于高速运行、鲁棒性好、具有现代通讯能力、适应宽温度的运行环境、价格低。由于成本、可靠性和体积方面的因数，近几年，使用无感技术来取代传感器的功能成为一个非常受关注的研究方向。

　　而无传感技术，是以计算和分析来取代物理传感器的角色，这对控制技术来说也是一大难题，因为它要求使用更高性能的MCU。“如何以高性价比的产品来实现电机的无传感器控制，是更加具有挑战性的事情。”毕超博士表示。

　　在毕超博士看来，无感控制是BLDC/PMSM技术发展和应用的重要方向，因为无感控制可以简化电机结构，节省电路板空间，并通过消除传感器故障风险来提高系统的稳定性。而无感控制技术需要更高精度的Observer，因为高精度Observer实现的基础是高精度的电机参数。高精度的参数辨识也可以用于对电机健康状态的检测。

　　在稳态状况下的无刷主流电机的等效电路上，有3个电机参数要辨识：电机绕组的等效电阻 R，等效电感 L，和反电势常数 Ke （Ke=E/n）。

　　多参数的辨识使得计算模型的建立变得很困难，所建立的模型往往具有高非线性度。在使用无感（Sensorless）控制时，在电机运行过程中，只能取得三相电流和电压的瞬时值。如何从这些值中辨识出电机的参数变得非常困难。此外，电机参数是时变的，它会随着环境、转速、负载及驱动电压的变化而变化。因此，电机参数的高精度在线辨识的计算量很大，对MCU的硬件要求很高。

　　由于在线辨识在现代电机应用中越来越重要。参数的在线高精度辨识有利于电机控制器的有效和稳定的运行，而除了电参数，越来越多的其他参数也需要辨识，例如摩擦系数、转动惯量、负载转矩等。高精度的在线参数辨识也可以用于电机健康状态的检测。但辨识的参数越来越多，算法越来越复杂，解算速度要求越来越快。

　　峰岹科技为了应对算法复杂度的提升，提出了三核架构控制器芯片的解决方案，他们在其双核电机控制芯片方案的基础上增加了一个专用内核来对参数进行高精度识别。

　　另据TI的Charlie Munoz透露，TI也在通过开发不同的创新性集成控制解决方案，如电机参数提取工具来快速适应电力需求。由于BLDC 电机设计的复杂性需要软件算法与硬件组件的平滑集成和驱动。TI 正在采取积极措施，通过提供一站式解决方案、免代码集成无传感器控制驱动器、调整指南和 GUI 平台来帮助快速评估和调整电机以实现最高效率，从而减少设计时间和工作量。“我们还提供特定于应用的设计，我们可以通过死区补偿和 PWM 调制等技术将噪声降低 2-3dB。”他指出。

　　对于BLDC/PMSM控制芯片的发展趋势，集成方案越来越受到重视。集成方案可以帮助客户缩减系统体积，提升可靠性，并且降低开发周期，因此，这个发展趋势更被行业看好。

　　集成化解决方案的好处是，具有更小的PCB、更小的电机和成本优化的设计。而通过功能集成可以减少系统中所需的IC数量，这样可以降低系统对于各种资源的需求，减少电流消耗，从而直接提高系统效率。

　　并且提高集成度能够减少对其他组件的需求，进一步减少物料清单（BOM），可为客户提供更多的灵活性。提高集成度还能够通过简化设计，缩短产品上市时间。

　　在不久前的2023慕尼黑华南电子展上，我们看到了国内电机控制芯片新秀厂商元能芯展示了其全集成产品MYi系列产品，该产品集成了MCU、Gate Driver、LDO/DCDC、以及MOSFET。

　　尽管今年市场情况不是太乐观，但BLDC/PMSM电机市场其实表现相对还不错，特别是Q3开始，水泵、吸尘器、以及空调、冰箱，洗衣机等应用领域率先开始回暖，明年的BLDC市场更加值得期待。