BLDC电机市场渗透率不断上升，国产芯片创新方案层出不穷

（文/程文智）近年来，BLDC电机的市场热度很高，这主要是因为随着半导体技术的发展，MCU和驱动组件的普及，使得BLDC电机的总体成本降低了很多，很多使用传统电机的应用领域开始大量采用BLDC电机。

根据<电子发烧友>的了解，BLDC电机在一些领域得到了大量的采用，比如高速风筒、高速手持式吸尘器基本都采用了BLDC电机；家用的落地扇也在快速无刷化；抽油烟机的无刷电机采用率也在不断提升；还有产量很大的电动工具领域的无刷化也在快速转换。


图：国内电动工具的产量情况（来源：电子发烧友）

在2021年11月17日电子发烧友举办的“2021电机控制先进技术研讨会”上，电子发烧友分享了BLDC在主要家电产品类别的BLDC电机渗透率，根据数据显示，家电领域的电机用量粗略估计就有8亿台，如果加上空调、冰箱、洗衣机等产品类别的电机用量的话，轻松就超过10亿台了。

而这么大用量的电机中，大部分使用的还都是传统有刷或交流电机，仅在空气净化器、吸尘器、电风扇等领域无刷电机的采用率超过了15%，其他很多领域都在10%以下。未来，随着新的能效标准的实施，以及市场对高效率的需求，这些市场BLDC电机的渗透率必然会进一步提升，可能超过50%，甚至80%以上。


国产芯片电机解决方案
如此庞大的BLDC电机的市场，必然会引来大量的企业，目前除了在电机控制领域经营多年的海外半导体企业，很多国内半导体企业也推出了不少创新的解决方案。在“2021年电机控制先进技术研讨会”上，专注于Arm Cortex M系列MCU产品的国产半导体企业灵动微电子就带来了多款电机解决方案。

灵动微电子市场经理胡力兴重点介绍了其公司专门针对电机控制领域的MM32 SPIN系列产品。据他介绍，灵动微电子SPIN系列能够覆盖的电压范围从20V到600V，管脚从20引脚到144引脚。而且在电动工具、园林工具、家用电器和电动平衡车等领域都有诸多成功的应用案例。

图：灵动微电子市场经理胡力兴

更重要的是，灵动微电子在今年年末推出的SPIN系列新产品SPIN0280和SPIN3270，其中SPIN0280带有4个高性能运算放大器、5个比较器、2个独立的3Msps 高速ADC，以及三个UART。三个UART可以满足设备需要越来越多的外部功能扩展，比如传感器、WiFi、蓝牙。同时它的主频可达96Mhz，有128KB的Flash和32~64脚的封装同时还支持IEC60730-1安规认证，性价比非常高。

据胡力兴介绍该芯片支持双电机控制，针对电动车、滑板车、家电、风机的应用都非常合适。他在分享中表示，目前在电动车领域，灵动微电子的解决方案占有了大部分的市场份额。


图：灵动微电子的空调一拖三驱动解决方案

今年比较热门的电机控制方案就是空调外机一拖三，灵动微电子也在其展台上展示了其高集成性的3合1方案，只需要一颗SPIN3270芯片就能控制空调外机的PFC、外风机和压缩机。据灵动微电子电机技术经理朱川邻介绍，针对空调外机应用有设计专用的控制算法。目前外风机算法能够支持迎风逆风启动，压缩机的算法能够支持震动抑制，PFC的功率因素能够达到99%。



在冰箱压缩机方面，灵动微电子的空调压缩机控制方案采用了单电阻FOC控制，算法支持背压启动，弱磁控制，芯片选用MM32SPIN05系列芯片，能够在满足性能要求的同时兼顾成本考量。



图：灵动微电子的车载空调压缩机解决方案

灵动微电子特别展示了一台车载空调压缩机解决方案。据胡力兴介绍车载空调压缩机的原理与家用空调是一样的，不同点在于家用空调压缩机输入的是220V市电，需要高压驱动板，而车载空调压缩机的电源是12V或24V，只需要低压驱动就能满足需求。

灵动微电子在印度吊扇市场的占有率也还不错，他们针对印度市场的吊扇方案，极具性价比。其中MM32SPIN040C的方案格外引人瞩目。此外，灵动微电子还介绍了其电动工具、园林工具、服务器风扇、高速风筒、吸尘器等解决方案。

具体产品对应的灵动微电子芯片，工程师可以参考下面这张表格。



结语
总的来说，电机市场的机会很大，特别是在如今碳达峰和碳中和背景下，很多的产品都需要升级换代，高效电机必然会成为发展趋势，而BLDC电机是高能效电机的典型代表。未来，随着BLDC电机渗透率的持续提升，电机控制相关芯片和解决方案的需求将会增多，这将给BLDC供应链的相关企业提供更多的机会。