布局MCU，MPS推出一体化汽车电机驱动方案

在汽车行业智能化、电动化、集成化的发展趋势下，汽车电子产品因具备高价值量的智能化增量而得到快速发展。

在汽车电子电器架构逐渐集成化发展过程中，整车架构逐渐从点控演变为域控，整车电子也逐渐中央集中化和定制化。

日前，MPS在上海举行电机驱动媒体发布会，介绍MPS在电机驱动上的新产品及在电机驱动上的战略布局和未来规划。

电机驱动产品覆盖汽车四大域

“马达几乎无处不在，而对MPS来说，马达驱动产品成长也非常迅速。”MPS模拟产品线总监瞿松（Song Qu）表示，MPS把马达应用分成九大类（如下图），涵盖步进马达（蓝色）、无刷直流电机（橙色）、有刷直流电机/H桥驱动（绿色）。

每台设备中，电机使用量不同，但九大类应用增量市场空间都非常大，其中尤其针对汽车电机驱动是重点。

回到4年前，新能源汽车还不是很普遍，而现在几乎随处可见新能源汽车的身影，更多舒适性带来更多电机应用，但与此同时，这对汽车智能化与功能安全性带来更多要求。

与工业电机驱动不同，对汽车来讲，其最低的要求是要满足AEC-Q100的认证，它又分为不同等级，针对不应用拥有不同要求，包括耐温、环境适应性、寿命、市销率、一致性等。此外，在安全上，汽车电机驱动要求也更高，因此汽车电子的门槛要比其它应用要高得多。

MPS则拥有专业的认证、可靠性的团队，在多年的实践中也形成了非常完整的质量管控的体系，在此方面得到很多大型车厂认可，相比不具备这样体系与设施的企业，非常有利于MPS进入汽车电子市场。

事实上，汽车电子设计极具挑战，主要包括两点。第一是EMC问题，MPS在中国、德国、美国有个三专业的EMC Lab，能够帮助客户解决EMC问题。

第二是ESD问题，无论汽车还是非车载领域，它都是重要课题，ESD问题多发生在组装生产时，汽车应用条件普遍较为恶劣，而部分则完全依赖芯片设计来解决，如果做不到这一点，客户就可能需要在外围外加TVS和保护，增加成本和研发周期。MPS则拥有丰富经验，尽量让客户减少用外部的元件，尽量能够一次就过测试。

挑战与机遇并存，MPS拥有强大汽车电子技术力，能够拥抱这块市场，而这也是MPS之所以布局汽车电机驱动的最大原因。

MPS在汽车电子与电机领域布局涵盖车身域、座舱域、底盘域、动力域四大领域。

车身域实际分类和概念非常广，比如整个车身本身的控制模块、风扇控制、大灯散热器控制、天窗控制等。

座舱域拥有HUD、Lidar等较新的应用，也有车内照明、热管理、暖通空调系统等。

底盘域在整车中非常重要，涵盖电动转向系统、制动系统、线性控制动系统、悬挂系统、车身稳定性控制系统等。

动力域相当于是整车的核心，由于没有汽车引擎，采用牵引逆变器、OBC、DC/DC、电池管理系统来驱动马达，在动力域内，水泵和油泵都非常重要而这些泵类都是以BLDC为主。

沿袭MPS传统优势的产品

MPS将会在未来1~3个月内逐渐释放汽车电机驱动相关新产品，电机驱动媒体发布会上，MPS列举了一些典型产品案例。

8路汽车级驱动（带SPI）在整个8路汽车级驱动都拥有40V的耐压，兼容汽车供电的要求；产品内包含8路PWM发生器，可以做到每一路的单独控制，对于前级MCU端的控制，会极大的简化MCU的IO 设计；在保护功能上，不仅集成了两路电流采样放大器，标准汽车的保护功能也做得很全；MPS通用的优势是独特的封装技术，这款产品也沿袭了这一优势。

根据MPS中国区电机驱动和传感器产品的BD经理潘兴卓（Patrick Pan）介绍，其典型应用在于座椅控制，比如座椅的前后倾角、按摩等，不止如此，MPS会在芯片功能，即在通道数上进行更多扩展，以支持更多电机应用。

汽车级全桥马达驱动为H桥马达驱动，采用标准36V电压，可以做到8A持续电流输出。由于内置MOSFET，因此可以利用MPS多年以来的电源经验，让其可以做到业界一流的功率等级。

这颗料能够应用在门锁、车窗、天窗控制等BLDC电机控制中，它既拥有利于生产的TSSOP、SSOP封装，也拥有更小的QFN封装。潘兴卓强调，这颗料很快就会推出样本。

汽车级步进电机驱动拥有4V~36V输入电压，实际耐压可以达到42V左右，它拥有0.5A的连续输出电流。步进电机和有刷直流和无刷直流的驱动采用的是双全桥的驱动方式，这些全桥完全集成在内部，无需任何外围元器件。

根据瞿松介绍，该产品的逻辑接口非常简单，非常易于客户使用；拥有不同的步进模式，即步长可调节；在控制上拥有斜率控制、电流衰减等，比如可以使用斜率控制优化EMC，更容易完成车企对EMC的要求；这颗产品还拥有很特别的功能，即防失速控制系统，这对车规产品非常重要，MPS采用的是Back-EMF 检测，非常易于使用和可靠。

汽车级三相电机驱动拥有更大的2.5A电流，目前，市场上较为缺乏持续大电流的步进电机方案，MPS拥有比较独特的BCD工艺和先进的封装工艺，加之非常滴的RDS支持，因而达到大电流输出。

汽车级三相无感BLCD电机驱动针对无刷直流电机应用，主要用在风扇和泵类产品上。虽然无刷直流电机性能优越，但总体成本高于有刷直流电机，所以电机中车身控制仍以有刷电机为主，而风扇、泵类则基本需要长时间运转，所以会采用可靠性和寿命更长的无刷直流电机。

无刷滞留电机通常使用三相提高可靠性，三相换相有两种方式，一种是采用霍尔检测位置，另一种是采用无霍尔的Back-EMF 检测，MPS的方案采用的是更先进的无感方式，使用更可靠更方便，无需担心霍尔元件的摆放位置、公差等。

瞿松强调，这款产品是很多Tier 1感兴趣的产品，同时它很快就会进入量产。

MPS开始布局MCU

MPS的MCU并非单独的一个产品，MPS也不会去做通用MCU，而是与电机驱动应用相结合的一体化方案。这样的好处就是客户更易使用，设计系统时候也可以不断扩展应用。

MPS的MCU使用市场主流的Arm架构，包括Cortex-M0和Cortex-M33两种功耗较低的内核，加之MPS自己的算法，能够实现电机驱动完整的解决方案。

众所周知，MPS是一家专注于功率电源管理和模拟器件的公司，那么为什么还要做MCU，有什么优势？

瞿松表示，电机控制应用非常广泛，如果只有模拟产品，就好比只有一条腿，但如果模拟和MCU两手都很强，就能够又跑又跳，只有提升自己的能力，才能把握更大的市场。具体来说，MPS拥有四点优势：

第一，正因它是一个基于电机驱动而优化的芯片，而非通用的MCU，所以成本上更具优势。产品也具备高集成度的特点，既可以集成预驱，也可以集成功率级。

第二， MPS有了MCU以后，在参数的设定上就变得更加方便了，保护功能也可以做得更完善，比如死区时间的调节，过流保护，短路保护，过压保护，过温保护等。

第三，市场上的MCU算法其实是设计的关键一环，而MPS产品内部提供控制算法，适用于各种不同类型电机，如果使用通用MCU达到设计要求，工程师会花费很多时间，而现在工程师无需编程，只需在GUI上进行参数设定完成所需功能，大大缩短开发周期。

第四，MPS的第一代产品使用的M0内核，M0已经满足市场大部分需求，而在未来，MPS也计划开发更多高性能内核，如利用M33、150M实现FOC 控制、矢量控制等。

从应用领域上来讲，MPS的MCU将会应用在工业的风扇、吊扇、油泵、水泵、制冷风扇、电动工具、机器人，汽车的智能执行器、油泵、水泵、风扇、步进电机等。

写在最后

目前，汽车厂商已经开始越来越大的增强集成度，同时提出软件定义汽车的概念，MPS也注意到这些趋势，传统的小的MCU功能可能逐渐被大的SoC所集成，但每一个电机就像小的关节一样，它也需要更灵活更智能的控制，所以MPS才会推出这样的方案。中国新能源汽车行业日新月异，他们远远没有达到传统燃油车固定化架构的阶段，MPS也在不断收集更多市场客户需求，希望在未来推出更加一体化、集成化、智能化的产品。