Qorvo 先进的电机驱动方案分享-电子发烧友网

众所知，Qorvo 是一家在美国纳斯达克上市的公司，在早些年更是以 RF 产品闻名全球。但正如 Qorvo PAC 芯片应用工程师经理董超在日前于电子发烧友网举办的 “BLDC 技术研讨会” 上所说，过去这些年，Qorvo 大力投入到电源相关产品的开发中去，这也让公司积累起了包括了 SiC 和电源管理在内的多样化产品，公司迄今也在全球拥有了 8900 多的员工。

在这次研讨会上，董超先生则带来一个 Qorvo 在电机控制方面的优势分享，为广大与会者带来了 Qorvo 公司电源管理旗下的 PAC 系列芯片介绍，当中包括了高集成度的马达控制芯片和电池管理 BMS 芯片。

董超首先强调：“在马达控制方案中，Qorvo 拥有非常领先的算法。”

如他所说，马达主流的用到了 “方波控制” 和 “FOC 控制” 两种模式，它们各有各的优点和缺点。Qorvo 的做法则是在提供的算法中集成了 FOC 和方波的算法，能够很方便根据需求实现切换，以尽量利这两种方案的优点。

“这些控制算法都是在我们的 PAC（Power Application Controller）产品系列上实现的。” 董超表示。

据介绍，PAC 系列芯片是一系列高集成度的产品，在其上集成了 MCU、电源管理器、预驱动和可配置的模拟前端等部分。具体在到数字部分，Qorvo 现在提供了基于 Arm cortex M0 和 Arm cortex M4F 的 MCU 内核的产品，开发者可以根据对算力、存储和电压的不同选择相应的解决方案。

在 MCU 资源方面，Qorvo 在 Arm cortex M0 产品上提供了涵盖 8K SRAM、32K Flash 和 50Mhz 主频的方案选择。基于 Arm cortex M4F 系列的产品则有 32K SRAM、128K Flash 以及 150Mhz 主频的选择。

在董超看来，针对马达驱动的应用，这两个平台能够涵盖大部分的应用场景。而基于这两个维度，如下图所示，Qorvo 做了一个产品路线图，其中黑色的部分是做马达控制驱动应用的的产品，蓝色的则是 BMS 产品。这些产品也都具有不同的参数和封装选择，可以满足客户的多样化需求。

虽然拥有了领先的芯片和算法，但在董超看来，这并不能满足公司便利客户开发的宗旨。这也是 Qorvo 在提供上述产品以外，还提供了相应的算法、软件，甚至文档在内的技术支持的原因。借助这个丰富的生态，客户也能够快速地利用 Qorvo 的芯片去设计其产品。

如下图所示，在 FOC 方面，Qorvo 支持三种不同的开发环境，工程师可以选择其熟悉的环境进行开发。而为了方便调试、监控调试的一些变量和方便二次开发，Qorvo 还提供了多类型的 GUI 和上位机等资源。

在演讲中，董超还展现了 Qorvo FOC 和方波这两个不同方案的简单框架以及基于其方案做出 DEMO 展现的波形，具体如下图所示。

董超指出，FOC 方面，Qorvo 的电机参数自学习算法，能得到电机的电感和电阻，甚至还可以自诊断我们控制环路的 PI 参数，这些功能都是可以通过算法自动地实现。除此以外，Qorvo 方案还有电机转子初始位置检测，顺逆风启动和最大转矩电流比控制、缺相检测和堵转保护等功能，能够给客户从多个角度提供支持。

“如前面所说，我们还有方波和 FOC 的混合控制，可以来回地自由切换。我们还能支持有感或者无感的 FOC 或者方波，此外还有霍尔或者 QEP 光边编码器的支持。在电流采样方面，我们能支持单电阻或者三电阻的方案，也可以支持 DQ 轴的解耦控制方式。” 董超接着说。

按照董超的说法，Qorvo 的这些方案在多个领域中的应用都极具优势。例如在电吹风的方案中，因为大家要求的体积都比较小，所以其母线电容也要求比较小，跑在 100 多瓦功率的时候还会面临严重纹波的问题，“我们会提供一个母线电压纹波补偿的算法去保证相电流比较平稳，转速也不会出现较大的波动。在驱动能力不够的时候，我们提供的过调制功能也能给开发者提供支持。” 董超说。

他进一步指出，Qorvo 的产品还支持安规的认证，如公司的 FOC DEMO 产品就已经通过了 UL/IEC 60730 的认证，并已拿到相关证书。公司基于 M4 内核和 M0 内核的某些产品也提供 Class B 安规认证的支持包，可以为客户提供支持。公司同时还能提供相关的技术支持服务。

“我们还能通过 Bootloader 功能对固件进行加密，或通过串口远程更新固件，以保护客户开发的固件。还会提供文档和低层代码的工具包。” 董超表示。

对于所有的芯片设计来说，开发板也是必不可少的一个重要组成部分，据董超介绍，Qorvo 针对大部分芯片都设计了 EVK，客户可以向公司申请相关的 EVK，并基于此进行验证开发，并最终实现产品的设计。

如下图所示，则是 Qorvo 基于 Arm Cortex M0 系列芯片打造的 PAC52xx EVK，这些产品也各具特点。如基于高集成度的 PAC5285 打造的 EVK 板子很小，在其上也看不到 MOSFET，这主要是因为 Qorvo 将六颗 MOSFET 集成到了芯片里。除此以外，该芯片还集成了 MCU、电源管理、预驱动和模拟前端。