魯冰

摘要：2020年4月，國民技術(shù)公司舉辦了線上電機(jī)研討會，產(chǎn)品市場經(jīng)理張海鵬先生介紹了其高效能BLDC電機(jī)控制MCU方案，以及下一步發(fā)展規(guī)劃。

關(guān)鍵詞：電機(jī)控制;BLDC;MCU

高效節(jié)能是電機(jī)行業(yè)的發(fā)展主旋律之一。目前電機(jī)也由早期的交流電機(jī)轉(zhuǎn)向使用直流無刷電機(jī)（ BLDC），以提高能效利用率。基于MCU控制的BLDC（如圖1）消除了刷子磨損和弧形機(jī)構(gòu)，從而使電機(jī)在更低成本下可以更為高效的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，并從整體上降低了整機(jī)成本。

針對電機(jī)控制應(yīng)用市場，國民技術(shù)規(guī)劃了系列化的芯片產(chǎn)品和解決方案，覆蓋高、中、低電機(jī)市場應(yīng)用，具有如下特色和優(yōu)勢。

1）具備高性能32位處理器內(nèi)核，支持硬件乘除法運(yùn)算，浮點(diǎn)運(yùn)算，DSP運(yùn)算指令，實(shí)現(xiàn)硬件級高效、快速、準(zhǔn)確的指令控制。

2）提供多路高速PWM定時(shí)器、ADC，基于單MCU芯片可實(shí)現(xiàn)多個(gè)電機(jī)的無傳感器控制，同時(shí)對于有感電機(jī)支持編碼器輸入接口。

3）芯片內(nèi)置專用比較器（COMP）和運(yùn)算放大器（ OPAMP），支持內(nèi)置可編程增益放大模式（ PGA），簡化了整機(jī)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，縮小板內(nèi)空間、降低成本、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

4）內(nèi)置MOS驅(qū)動器，支持高壓輸入。

2019年問世的產(chǎn)品N32G455系列MCU，適合高性能多FOC電機(jī)應(yīng)用，諸如白色家電、手持云臺、無人飛行器、機(jī)器人、數(shù)字電源、UPS、伺服控制器等應(yīng)用領(lǐng)域。

N32G455具有的基礎(chǔ)性底層技術(shù)優(yōu)勢如下。

1）高達(dá)4個(gè)獨(dú)立的具有5 Msps高速采樣速率的12位ADC，實(shí)現(xiàn)單芯片F(xiàn)OC控制2個(gè)甚至4個(gè)BLDC電機(jī)，可降低多電機(jī)應(yīng)用中的成本控制。

2）硬件級電機(jī)控制脈寬調(diào)制，最小脈寬低至6.9ns，具有更高的電機(jī)控制精度，實(shí)現(xiàn)電機(jī)精確調(diào)教和穩(wěn)定運(yùn)行。

3）片內(nèi)集成模擬運(yùn)算放大器、模擬比較器及12位DAC。更高的集成度可提升系統(tǒng)穩(wěn)定性，并進(jìn)一步降低BOM成本。

4）片內(nèi)緊密耦合存儲器，實(shí)現(xiàn)快速的存儲器訪問和調(diào)度。

5）內(nèi)置10余種密碼算法硬件加速引擎，提供硬件級的程序Flash分區(qū)保護(hù)機(jī)制，可實(shí)現(xiàn)對核心算法的分區(qū)存儲和加密保護(hù)、核心代碼分區(qū)訪問、程序的安全啟動等有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)措施，實(shí)現(xiàn)零附加成本防抄板、防篡改、防竊取。

為支持客戶快速市場化，國民技術(shù)推出了多FOC電機(jī)控制開發(fā)套件，打造高性能高集成度的軟硬件生態(tài)環(huán)境（如圖2），實(shí)現(xiàn)1小時(shí)搭建雙FOC電機(jī)控制平臺。 N32G455之所以有強(qiáng)大性能，源于其芯片的的優(yōu)異特性：采用32位Cortex-M4F內(nèi)核，集成最大容量512kB Flash，144 kB SRAM，集成多達(dá)17個(gè)高性能模擬器件，18個(gè)數(shù)字通訊接口，內(nèi)置10余種密碼算法硬件加速引擎，支持存儲加密、用戶分區(qū)保護(hù)、安全啟動等多種安全特性。

據(jù)悉，國民技術(shù)成立于2000年，2010年上市，累計(jì)芯片穩(wěn)定供貨超13億顆。主要產(chǎn)品有六大類，除了MCU外，還有網(wǎng)絡(luò)安全，可信計(jì)算，無線射頻，人工智能，智能卡以及基于其芯片生態(tài)的產(chǎn)品解決方案。國民技術(shù)看好無處不在的電機(jī)市場機(jī)會，為電機(jī)控制用MCU規(guī)劃了發(fā)展路線圖，預(yù)計(jì)2020年和2021年將有更多產(chǎn)品家族問世（如圖3）。