峰岹科技:BLDC成48V系統(tǒng)“翹楚” 電機驅動IC市場“混戰(zhàn)”持續(xù)
峰岹科技(深圳)股份有限公司應用技術總監(jiān)羅薛:“BLDC這類直流無刷電機是主流且不可逆的應用,未來很多細分市場大都將陸續(xù)轉向以直流無刷電機為主導,背后主要也是低能耗的驅動以及效率和噪音的改善。因此,包括汽車之外的很多細分市場,如今都可以看到傳統(tǒng)的有刷電機逐漸被BLDC替代的趨勢。”
節(jié)能減排、降本增效已成為當下全球汽車市場的主基調,尤其是隨著近年來新能源應用的飆升,汽車市場開始對各類新型電氣化零配件和半導體器件出現(xiàn)遠強于以往的需求。
BLDC(直流無刷電機)作為新能源汽車應用風潮中的重要參與者,如今正越來越受到主流汽車大廠的熱捧,從雨刮器、動力方向控制到通風和風扇等汽車零部件上,現(xiàn)在幾乎都能夠看到BLDC的身影。隨著應用面的逐步擴大,與電機驅動相關的芯片市場也迎來利好增長期。BLDC這波“風口”的推波助瀾下,電機驅動IC市場能否創(chuàng)造更多可能,備受關注。
為了響應全球各國節(jié)能減排、降本增效的號召,如今48V系統(tǒng)已經(jīng)成為越來越多混動汽車的標配。畢竟,48V輕混系統(tǒng)優(yōu)勢眾多,其電源系統(tǒng)比傳統(tǒng)的12V電源系統(tǒng)能夠儲存更多電量,在配備啟停系統(tǒng)的車上可以實現(xiàn)長時間關閉發(fā)動機,減少出現(xiàn)電池電量過低而頻繁起動發(fā)動機充電的情況(如果不充電就無法起到發(fā)動機了),從而避免浪費過多的燃油。
除此之外,相比高壓混動系統(tǒng)而言,成本也能更低,卻可以達到高壓混動系統(tǒng)(電池電壓>100V)大部分節(jié)能效果,按照德爾福的測算,48V輕混系統(tǒng)是高壓輕混系統(tǒng)成本的30%,能達到高壓輕混系統(tǒng)70%的節(jié)能效果,可謂是真正意義上實現(xiàn)節(jié)能減排的效果。尤其是如今的新能源汽車市場,得益于48V電壓系統(tǒng)的愈發(fā)流行,BLDC這類能夠很大程度節(jié)約能源和提升效率的方案,也得以在新能源市場大展身手。
峰岹科技(深圳)股份有限公司應用技術總監(jiān)羅薛表示:“BLDC這類直流無刷電機是主流且不可逆的應用,未來很多細分市場大都將陸續(xù)轉向以直流無刷電機為主導,背后主要也是低能耗的驅動以及效率和噪音的改善。因此,包括汽車之外的很多細分市場,如今都可以看到傳統(tǒng)的有刷電機逐漸被BLDC替代的趨勢。”
尤其是驅動芯片領域,隨著此類方案在應用端的日趨普及,也極大程度上降低了BLDC在汽車48V應用市場的配套成本。如今,市場門檻正逐步降低,為尋求更大的價值體現(xiàn),該領域也出現(xiàn)越來越多的混合型“打法”,將控制和驅動整合起來形成電機驅動整體化解決方案。
BLDC電機的驅動電路主要有三大部分:控制器、柵極驅動,也就是常說的預驅,以及功率MOSFET/IGBT,就是通常說的驅動。還有專用于反饋給控制器的反饋信號,其中會用到霍爾傳感器,以及旋轉變壓器、磁編碼器或者光編碼器。除此,也有不用傳感器的方案。但據(jù)記者了解,目前最傳統(tǒng),最成熟的驅動方案是將這三部分都分開,將柵極驅動和功率MOSFET集成為IPM的路徑。但現(xiàn)在比較主流的方案則是將柵極驅動集成進控制器中,后面再接上功率MOSFET或者IGBT,進而來驅動BLDC。而且,SoC系統(tǒng)集成化也蔚然成風,通過整合成SoC進而直接驅動BLDC。
畢竟,控制和驅動器是任何BLDC電機解決方案的兩個基本要素。對于汽車安全應用,如今市場上已經(jīng)能夠看到尺寸減小的趨勢,但是基于安全性和ASIL D認證方面的考慮,廠商通常將控制和驅動器作為獨立的集成電路來驅動。安全集成的趨勢通常是關注于電機驅動器的電源和模擬信號鏈的集成,以及控制器通信的集成。
但市場終究還是講求普及化,對無論使用哪種架構方法,功能安全性和尺寸都是48 V系統(tǒng)BLDC電機驅動器解決方案的主要挑戰(zhàn)。除了尺寸方面的差異,離散的解決方案在進行諸如ASIL D的系統(tǒng)級評估時,所需的開發(fā)時間和專業(yè)知識和集成方案相比也存在諸多差異。與現(xiàn)有的三相48V BLDC電機驅動器相比,借助DRV3255-Q1,TI符合功能安全要求的電機驅動器有助于使MHEV系統(tǒng)達到ASIL D的要求,同時還能將電路板空間減少多達30%。另一個值得考慮的重要因素是車用48V系統(tǒng)是一塊新興的市場,在現(xiàn)有的市場中沒有太多的解決方案既能滿足ASIL D要求又能實現(xiàn)集成,比如[MCU+預驅]+驅動。
