工业电动工具芯片选型浅析

电动工具是指用手握持操作，以小功率电动机或电磁铁作为动力，通过传动机构来驱动作业工作头的工具。按触电保护措施的不同可分为三类：I类：在防止触电的保护方面除了依靠基本绝缘外，还需接零保护的。II类：工具本身具有双重绝缘或加强绝缘，不需保护接地的。III类：由安全特低压电源供电，工具内部不产生比安全电源电压高的电压的。

图1、电动工具按触电保护措施分类

电动工具按供电方式可分为交流电动工具，直流电动工具和移动式电动工具。国内电动工具行业，按照产品的技术要求、应用领域等特点，可分为三类：手持式电动工具：EN60745;台式电动工具：EN61029;家电类电动工具：EN60335。工程师在设计电动工具时必须做相应了解。常见的电动工具有电动螺丝批、电钻、电动砂轮机、电动扳手、电锤、冲击电钻、混凝土振动器、电刨等。这篇文章浅谈一下工业电动工具的器件选型。

图2、各种各样的电动工具

一般来说，工业电动工具都是由机壳、电机(直流、串激、异步三种)、传动机构(带传动、齿轮传动、联轴器)、手把、核心主控板(主控芯片、驱动芯片、电源管理、电池管理、抑制磁干扰电路等)、开关和连接器、工作头(旋转、往复、振动、冲击)等7大部件组成。

图3、工业电动工具结构组成

组成工业电动工具的核心器件有MCU、电机、电机驱动芯片、电路保护芯片、电源管理芯片、ADC芯片、开关和连接器、电池和充电管理芯片等。

图4、工业电动工具器件组成

工业电动工具的电机原厂有尼得科、Portescap、东方马达、博世、万宝至、祥农、富腾、鼎智、超越旺、三兴、金茂展、康平、德昌电机、新和电、友贸电机、隆辉电机、汉德保、福尔哈贝、美茵、龙尔腾、国梦电机、踢踢、凌晨电子、百特电机、凯益、迈特、恒德、铭正阳、星德胜等等。

图5、串激电机(图源：百特电机)

工业电动工具的电机驱动通常由MOSFET实现，原厂有英飞凌、瑞萨、意法半导体、罗姆、埃戈罗、东芝、松下、Trinamic、恩智浦、安森美、安世、微硕、赛微微、安森德、万国、飞虹、真茂佳、新洁能、拓尔微、华润微、陆芯、士兰、圣邦微、峰岹等。

主控芯片有瑞萨、意法半导体、凌鸥创芯、爱普特、睿兴、极海、中微半导体、赛腾微、广芯微、晟矽微电、兆易创新、中颖、澎湃微电子、雅特力、芯海、国民技术、小华半导体、灵动、领芯、瑞芯微等。

锂电池通常采用18650电芯，原厂有三星SDL、LG 、村田、松下、鹏辉、亿纬锂能、天鹏电源、蔚蓝锂芯、比克、长虹三杰、海四达、力神、拓尔德、欣达能、远东电池、海宏科技等。

电源管理芯片、充电管理芯片、电路保护芯片等芯片原厂还有德州仪器、PI、美台、瞬雷电子、赛米微尔、兴勤电子、华润微、力特、茂捷、先积集成、微源、水芯、英集芯、骊微、启臣、圣邦微、贝岭、韦尔、芯朋微、希荻微、力芯微、昂宝电子、矽力杰、杰华特、芯智汇、赛芯、赛微微、力生美、华泰、维安、瑞森、创芯微、永裕泰、金开盛等。

工业电动工具的芯片选型，以产品会长期运行在极高/低温、高湿、强盐雾和电磁辐射的恶劣环境中为前提，所以在稳定性、可靠性和安全性方面要求会比商业级高。芯片通常按温度适应能力及可靠性要求，大致分为四类：商业级(0℃-70℃)、工业级(-40℃-85℃)、车规级(-40℃-120℃)、军工级(-55℃-150℃)。选型时需注意元器件的工作温度必须强于-40℃-85℃。拍明芯城是快速撮合的元器件交易平台，过去数年已积累了丰富的工业芯片的优势货源。我们聚焦服务元器件长尾客户群，让每一家芯片原厂或分销商的每一款芯片，在Design In、Design Win和流通中更高效，帮助工程师的方案选型、试样及采购，为电子产业供需略尽绵薄之力。

审核编辑黄宇