稳居32位MCU市场领导地位！一文解析ST电机控制解决方案及应用

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据IC Insights预测，随着物联网的持续火热，MCU的出货量将持续上升，全球MCU销售额年复合增速达到7.2%，至2020年将突破200亿美元，中国MCU市场将超过500亿元。ST通用STM32 MCU斩获全球1/5市场份额，中国市场2017年MCU出货量排名第二，连续10年CAGR达到27%，中国在物联网、消费电子和工业制造领域的强大本土设计实力是主要增长点，32位MCU受IOT市场推动，CAGR最高，达到12.5%。

3月27日，在电子发烧友举办的线上无刷直流电机控制技术研讨会上，来自ST的电机控制领域高级工程师蔡成举介绍了《ST电机控制解决方案及应用》。

蔡成举指出，电机控制领域，ST主要关注三大领域的应用：一、家电及专业电气，空调、电视机、风扇；机器人和扫地机；二、工厂自动化和机器人手臂产线，自动化仓储等；三、电动工具也是电机的重要应用领域；四、工业驱动。

这是用于电机控制的STSPIN32F0系列低压系列，支持最高电压达到45V，有三种型号。包括STM 32 MCU和驱动，集成12V LDO， 12V LDO/ 3.3V DCDC，都支持FOC或者六步驱动，驱动电流为600毫安，MCU的主频是48兆，32K Flash，4K SRAM，STSPIN FOA集中了三个运放，这样令PCB尺寸更小，工作温度负40度到正125度。广泛应用于电磁供电的家电应用，工业自动化、机器人、电动工具等。

STSPIN32F060x/25X是高压系列，支持电压从250V到600V，用于驱动三相应用。由于集成度高，因此有助于设计人员减少PCB占位和总体物料清单。STSPIN32F060x内置STM32F031x6x7 MCU（采用ARM® 32位Cortex®-M0 CPU）和600V三路半桥栅极驱动器。半桥栅极驱动器可驱动N通道功率MOSFET或IGBT。抗干扰能力强，可以为客户提供灵活紧凑的解决方案。

STM32 G4系列作为一款基于Arm Cortex-M4架构的产品，定位为主流型MCU，主要针对电机控制、工业设备与测量仪器、高端消费类应用和数字电源等应用场景，通过数模组合的方式来满足用户对兼顾控制逻辑与模拟信号处理的需求。内部主频可以达到170兆。自适应内存加速器，Flash执行指令不需要等待，更低功耗，功耗比F3低了2.7倍。

ST SLLIMM家族系列定位大功率电机。STEVAL-IPM05F是基于SLLIMM（小型低损耗智能模塑模块）第二系列产品STGIF5CH60TS-L的紧凑型电机驱动电源板。它提供了一种经济实惠且易于使用的解决方案，可用于驱动大功率电机，适用于各种应用，如白色家电，空调，压缩机，工业驱动等领域。

STM32电机控制软件开发套件，目前的版本是5.4.3，用户可以在ST官网搜索找到下载链接。其中包括两个版本：1、部分开源，不需要授权，可以直接下载使用；2、全部开源的产品需要填写项目信息，审核通过即可使用开源的版本。

ST具备超过18年的电机开放控制经验，从2002开始做8位交流电机开发开始，ST一直致力于电机控制的开发，不断推出新开发的版本，不断增加新的算法和MCU的支持，2016年，ST做了电机参数的自识别算法，一键调试电机，2018年，推出电机库，简化流程和代码，到了最近，FOC SDK5.4.3版，增加了位置控制，还有G0/G4的支持，部分算法是以插件的形式存在。

蔡成举分析说：“有证据表明，电机控制领域，矢量控制将淘汰标量控制，而成为电机控制技术中的标量控制系统，矢量控制的主要优势表现如下：1、节能，最好的能效，甚至是过渡工况,归功于最佳的电流角度；2、对于负载的变化具备快速的速度控制响应，这归功于直接的转矩电流控制和励磁电流控制；3、精准的位置控制，归功于直接的转矩电流控制和励磁电流控制；4、噪音的减少，归功于正弦波驱动/最佳的控制。”

ST在电机领域十多年的耕耘，带来了电机平台丰富的生态系统，这也是工程师不断耕耘的结果。即表现在硬件方面，也表现在软件方面。ST拥有８位和32位MCU系列，也有丰富的电机控制版可供选择。

蔡成举还展示了ST空调室外机双电机支持方案，ST冰箱电机解决方案，蔡成举指出，与传统单相感应电机相比，具有逆变器解决方案的三相BLDC电机压缩机已成为新的市场趋势。得益于高性能和高价值的产品，ST解决方案脱颖而出，对于不同的MC部分没有区别，ST解决方案都能正常工作。器件效能明显优于竞品。

为了保持ST在电机控制领域的核心领导地位，ST成立了亚太电机控制创新技术中心，大陆地区有11位电机控制专家，负责电机控制方面的研发，主要分布在深圳和上海。主要的职责：为客户提供电机控制的参考设计。其次提供ST软件和硬件培训的服务，加速客户上市的进度。ST工程师与客户一起调试，为客户提供专业电机系统的咨询服务。