从离散到集成，电机驱控的三大选择-电子发烧友网

目前电机控制一般分成电机驱动器IC，栅极驱动器IC加上MOS/IGBT这些功率器件。电机驱动器IC以小型化，高性能，高功率高压为方向发展，栅极驱动器IC则半桥，三相桥以及隔离系列为主。这三部分每个部分在市面上都有很多产品，但在电机领域的玩法从产品组合上看无外乎“离散”，“智能集成”以及“功率集成”这三种。

离散型驱控方案

这种“离散”型的组合方式，即各个器件部分都是分立的，从MCU到栅极驱动器到MOS。这种离散的组合方式很好理解，属于入门级的玩法。三个组合部分相互分立，保证了各个部分的灵活性，比如功率管有新的型号可以直接进行替换，整体的方案不需要大改动。

这种驱动组合方案对于步进电机，BDC以及三相无刷直流电机可以提供拓展性很高的产品组合。上图就是一个步进电机驱动的离散实现。每个绕组的自由端子分别连接独立功率开关，电流沿一个方向在电机绕组中流动。二极管用于钳位关断时开关两端的电压。

这种玩法的弱势之处显而易见，分立的器件无法做到高集成度和高紧凑性。这会使得PCB的空间占比很高。

智能集成型驱控方案

智能集成指的是将MCU与栅极驱动器进行集成，成为一个整体的模块。集成后的模块与功率器件配合完成电机的驱控。

这种集成方式应该是最节省PCB空间的方式，从ST的STSPIN32来看这种高集成度大约节约了80%的空间，同时在电路上复杂度也会降低不少。

（STSPIN32系列，ST）

以STSPIN32F0A为例，该器件有三个半桥式栅极驱动，电流容量为600mA，能够驱动功率MOSFETs或IGBT。器件内部的3.3V DC/DC 降压转换器可为MCU和外部元件供电，而其内部的LDO 线性稳压器则可为栅极驱动器供电。还有很多额外的集成选择，集成运算放大器可用于信号调节，集成可编程阈值的比较器可实现过电流保护功能。

这种集成模式的缺点就在于，在MCU的选择上很有限，就STSPIN32这个系列而言ST也就出了两款低压和一款高压的选择。这种集成模式一般都用于高级BLDC控制。

功率集成型驱控方案

最后这一种玩法也就是将栅极驱动器与功率管进行集成。这种集成方式也会大幅节省PCB空间，虽然不及MCU＋栅极驱动集成节省80%的空间那么大，做到节省60%还是没问题的。这种集成虽然没有了在MCU选择上的限制，但是相应的，在电源设备选择上就不那么灵活了。同时，功率集成的成本在这些玩法中是最高的。

（功率集成板，ST）

PWD5F60就是集成了栅驱动器和双半桥四个N通道功率MOSFETs功率集成器件。从这个器件的性能来说，集成功率MOSFET具有1.38Ω的RDS(ON) 和600 V漏极—源极击穿电压，自举二极管则提供上桥臂的栅极驱动。这种器件的高集成度可以在狭小的空间内有效地驱动负载。一般这种功率集成器件都会在下部和上部驱动部分都具有UVLO保护功能, 可防止电源开关在低效率或危险条件下工作。

牺牲电源设备的选择灵活性，以及功率集成带来的高昂成本，这种玩法带来的是极领先的EMI性能。