BLDC电机三大主流应用场景,附高性价比电机驱动芯片及方案推荐

发布时间:2023-11-24 阅读量:708 来源: 我爱方案网 作者: bebop

近年来,随着高能效电机在汽车、农业、空调和洗衣机等领域的广泛使用,全球的电机市场得到了很大的增长。据MarketsandMarkets统计,2019年全球电机市场的规模为1220亿美元,由于受到新冠疫情的影响,2020年的市场规模有所下滑,降到了1133亿美元。不过,今年市场已经有所好转,因此,该机构预计未来电机市场的年复合增长率为6.9%左右,到2026年将会达到1691亿美元。也就是说,未来,这将是一个万亿级人民币的大市场。

从市场格局来看,BLDC电机市场中,亚洲市场的占比最大,占了46.94%,其次是美国,占了21.08%。亚洲其实有不少技术实力都不错的BLDC电机企业,但主要集中在日本,比如尼得科,松下、美蓓亚、三洋电气等。国内的话,目前主要还是处于追赶阶段。但是可以预见的是,未来BLDC电机的增长将主要来自亚洲,而亚洲又将主要在中国。

BLDC电机的主要应用市场

电机的应用其实非常广泛,大部分能动的东西都需要用到电机,具体来说有,风机、泵、电动车、电动工具、压缩机、农机具,以及汽车应用等。具体来说,汽车应用的占比最大,占了整个电机市场的40%左右。下面,我们来看一看这些具体的应用情况。

汽车应用

随着新能源汽车的崛起、智能驾驶的渗透,以及车联网的应用试点,汽车的电子化趋势越来越明显。在汽车中,除了驱动电机以外,电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统、汽车巡航控制系统、ABS、车身系统(比如说车窗、门锁、座椅、后视镜、雨刷、天窗等)都将会使用到大量的电机。

另外从汽车内使用的电机数量来看,一般来说,经济型燃油车会配备10个左右的电机,普通的汽车会配备20到30台电机,而豪华型汽车则会配备60到70台,甚至上百台电机,而新能源汽车所需的电机将会更多。

风机应用

风机领域,风机包括:风扇、排气扇、油烟机、吹风机、暖通空调风机、循环扇、工业风扇等等。主要的下游制造商有美的、艾美特、格力、先锋、华帝、老板等等。从家用电风扇来看,中国家用风扇的产量是非常大的,根据国家统计局的数据,从2013年到2020年家用电风扇的数量在逐年增长,2020年的产量是2.3亿台。

目前国内主流的小家电厂商,比如美的、先锋、日彩、艾美特等等,基本上都有采用无刷电机的产品面市。其中艾美特的数量最大,小米的成本最低。随着小米等一些跨界厂商的进入,家用风扇领域的无刷电机转换率开始加快。现在,在家用风扇领域,国内无刷电机厂商已经有一席之地了。在家用风扇这块,目前,BLDC电机的渗透率在15%左右。

智能家居

近些年来,智能家居行业蓬勃发展,其中代替人劳动的扫地机器人,清洁类的拖洗一体机、吸尘器等产品层出不穷。而这些产品大多都是居于无刷马达开发的。吸尘器和扫地机器人是BLDC电机应用中备受重视的一个领域,目前新型的吸尘器和扫地机器人主要以Dyson和莱克等为代表。

相关芯片、方案推荐:


HPM6700/6400


先楫主打产品HPM6700/6400系列不仅拥有816MHz的主频、还有LCD驱动、2D图形加速、JPEG解码、音频输入等多媒体外设,具备17个串口、双千兆以太网等通讯外设,还具备4组电机控制模块,能输出32路PWM输出、接4个编码器,可以完成单芯片驱动4个电机。可以实现LCD显示、音频信号处理、数据转发透传、电机控制等功能,主要应用于工业自动化、电机控制、电源管理、物联网等领域。




先楫HPM6750单芯片4轴驱显一体伺服方案



方案简介:四轴伺服解决方案采用高性能的 HPM6750 作为主控,单芯片实现 HMI 与四轴伺服运动控制,稳定性好、响应速度快、控制精度高,无需总线通信反馈与交互控制,片内完成所有数据采集、处理和显示,对伺服控制和四电机的同步控制效率大大提高。


方案特点:

  • 816MHz 主频控制器,性能强悍

  • 多伺服电机控制,高精度位置控制

  • 集传感器数据采集、显示、交互、多电机控制于一体

  • 相比模块化的伺服控制系统,方案性能和效率大大提高

应用场景:多轴协同场景,如

  • 机器人:工业机器人、SCARA机器人

  • 机床加工、伺服方案


HPM5300


HPM5300是先楫半导体面向工业自动化、新能源及汽车电子三大应用领域推出的一款高性能运动控制微控制器产品。



HPM5300 支持双精度浮点运算及强大的 DSP 扩展,主频 480MHz,达到甚至超越国际主流高性能 MCU 产品,满足大多数应用场景下的开发需求。


目前,HPM5300系列产品已经广泛应用于工业自动化中的编码器和伺服驱动器,新能源中的微型逆变器,汽车电子中的 IMU、ECU 和汽车座椅门控模块等产业中。


磁编码器方案



主控芯片:先楫HPM5300系列


方案特点:

  • 分辨率:17b

  • 支持最高转速:6000RPM

  • 支持增益偏差校正

  • 支持温漂补偿

  • 支持掉电多圈保存

  • 支持Offset校正


先楫优势:

  • 高算力:480MHz

  • 2 X 16b ADC

  • 输出协议丰富

  • 片内可编程运放,支持差分输入

  • 低功耗:1.5uA

  • 小封装:QFN 48


应用场景:伺服驱动器、机器人等


先楫HPM6200高速3D打印解决方案



方案简介:基于HPM6280高性能CPU,内置FOC算法+H桥驱动芯片,以50K电流环频率实现4轴步进电机开环控制,步进电机速度>1200RPM。该方案是专业为3D打印行业订制,也适合舞台灯光、雕刻机、飞达、横机等行业应用。


方案特点:该行业定制化方案相比3D打印行业传统TMC控制方案,具有高速打印、低系统成本、高同步性的优势。


应用领域:3D打印机


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