MPS發(fā)布一系列汽車級(jí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)新品，集成自研專用MCU開啟智能驅(qū)動(dòng)方案布局

隨著汽車電氣化和智能化的逐步深入，一輛車上的電機(jī)數(shù)量越來(lái)越多，應(yīng)用也愈發(fā)豐富。除了負(fù)責(zé)汽車驅(qū)動(dòng)的電機(jī)外，還有非常多的智能應(yīng)用依賴于電機(jī)的動(dòng)作執(zhí)行。傳統(tǒng)應(yīng)用的包括車窗升降、座椅調(diào)節(jié)、空調(diào)等，新興應(yīng)用包括車燈隨動(dòng)、HUD、激光雷達(dá)、主動(dòng)隔柵等。未來(lái)，一輛汽車的舒適性、安全性、娛樂(lè)性、動(dòng)力性能和皆與電機(jī)密不可分；而對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的把控，也就意味著對(duì)于整車品質(zhì)和競(jìng)爭(zhēng)力的掌握。

作為一家在電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域有著超過(guò)10年積累的領(lǐng)先廠商，MPS于近期推出了一系列汽車級(jí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品。MPS模擬產(chǎn)品線總監(jiān)瞿松（Song Qu）也專程從美國(guó)飛抵上海，和記者分享了最新的產(chǎn)品動(dòng)態(tài)以及MPS全新集成MCU的“智能驅(qū)動(dòng)”方案布局。

圖：MPS模擬產(chǎn)品線總監(jiān)瞿松（Song Qu）

電機(jī)應(yīng)用遍布汽車全域

當(dāng)前智能汽車的架構(gòu)可以分為車身域、座艙域、底盤域和動(dòng)力域，而電機(jī)遍布了汽車的全域，隨著汽車市場(chǎng)的快速發(fā)展，電機(jī)驅(qū)動(dòng)的需求也是持續(xù)攀升。

汽車中的電機(jī)應(yīng)用遍及車身、座艙、底盤以及動(dòng)力域。在車身域，電機(jī)用于窗戶升降、后視鏡調(diào)節(jié)、座椅調(diào)節(jié)等，要求高可靠性、精確控制和靜音運(yùn)行。座艙域的電機(jī)主要涉及空調(diào)風(fēng)扇、儀表盤指針等，需要精確度和低噪音。底盤域的電機(jī)則關(guān)乎車輛的安全性能，如剎車助力、轉(zhuǎn)向助力（EPS）和懸掛系統(tǒng)，它們需具備高安全性、快速響應(yīng)和精確的力矩控制。最后，在動(dòng)力域，尤其是在純電動(dòng)車和混合動(dòng)力車中，電機(jī)作為主要?jiǎng)恿υ?，不僅需要高性能和高效率，還需要能耐高溫和振動(dòng)。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，這些電機(jī)的應(yīng)用將更廣泛，對(duì)其性能和可靠性的要求也將日益提高。

據(jù)瞿松分享，相比工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，汽車級(jí)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的要求在某些方面更為嚴(yán)苛。首先，必須要滿足AEC Q-100認(rèn)證，這個(gè)認(rèn)證需要進(jìn)行性全溫度范圍內(nèi)的測(cè)試，確保功能正常穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)針對(duì)不同的應(yīng)用，AEC Q-100還有Grade-0、Grade 1和Grade-2的標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分。另外在功能安全方面，汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)關(guān)系到了車內(nèi)駕乘人員的人身安全，因此有著ASIL-B和ASIL-D等要求，需要包含安全狀態(tài)切換、冗余設(shè)計(jì)、故障診斷、安全驗(yàn)證等一系列相關(guān)功能。這些要求拆解開是非常復(fù)雜的，從可靠性、到EMC、ESD等各種不同的參數(shù)，都需要有多年的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累，才能總結(jié)出一套高效的設(shè)計(jì)流程和規(guī)范，確保電機(jī)驅(qū)動(dòng)的產(chǎn)品能夠符合汽車應(yīng)用的環(huán)境。

憑借著多年的技術(shù)積累，MPS在汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)上實(shí)現(xiàn)了全面的布局，在滿足汽車功能安全等級(jí)的前提下，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品性能，并添加了特色功能。接下來(lái)就讓我們看下其最近推出的幾款電機(jī)驅(qū)動(dòng)新品。

多通道！【MPQ662x系列】8路汽車級(jí)驅(qū)動(dòng)帶SPI（40V, 8路 PWM）

隨著現(xiàn)代汽車功能的日益增加，座椅不僅需要調(diào)節(jié)前后傾角，還需要集成如按摩等復(fù)雜功能。因此，座椅內(nèi)部的電機(jī)數(shù)量也隨之增加，這就要求驅(qū)動(dòng)器能夠支持更多的電機(jī)應(yīng)用。而MPS的8路汽車級(jí)驅(qū)動(dòng)器（MPQ662x系列）提供了多通道功能，具備8路輸出，在汽車座椅控制系統(tǒng)應(yīng)用中尤為實(shí)用。

據(jù)MPS中國(guó)區(qū)電機(jī)驅(qū)動(dòng)和傳感器產(chǎn)品BD經(jīng)理潘興卓（Patrick Pan）介紹，這款8路驅(qū)動(dòng)器采用40V的耐壓設(shè)計(jì)，以適應(yīng)汽車供電系統(tǒng)的要求，并具備優(yōu)秀的拋負(fù)載（Load dump）性能。集成了8路PWM發(fā)生器允許對(duì)每一路進(jìn)行獨(dú)立控制，大大簡(jiǎn)化了前級(jí)MCU的I/O設(shè)計(jì)和控制策略。此外，還集成了兩路電流采樣放大器，以及標(biāo)準(zhǔn)汽車級(jí)的保護(hù)功能，如欠壓、過(guò)溫、過(guò)壓保護(hù)和故障指示等。

大電流！【MPQ661x】汽車級(jí)全橋馬達(dá)驅(qū)動(dòng)（36V/8A）

針對(duì)車窗、門鎖、天窗等大部分的傳統(tǒng)應(yīng)用，還是采用BDC（有刷直流）電機(jī)。而為了實(shí)現(xiàn)更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，就要做到持續(xù)的高電流，這對(duì)于電機(jī)驅(qū)動(dòng)的功率設(shè)計(jì)是一個(gè)挑戰(zhàn)。

MPS的汽車級(jí)全橋馬達(dá)驅(qū)動(dòng)（MPQ661x）是一個(gè)內(nèi)置MOSFET的H 橋馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，該產(chǎn)品體現(xiàn)了MPS多年的電源技術(shù)積累，能夠在非常小的體積內(nèi)，持續(xù)輸出8A的電流，而且散熱控制優(yōu)異。

據(jù)潘興卓介紹，該器件高邊低邊RDS(ON) 只有 40mΩ ，而且集成了車規(guī)的診斷跟保護(hù)等功能，在有刷電機(jī)應(yīng)用里面可以給客戶端有更好的保護(hù)。

高耐壓！【MPQ660x】汽車級(jí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)（36V/0.5A）

MPQ660x是即將發(fā)布的一款汽車級(jí)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，該驅(qū)動(dòng)器支持4V到36V的輸入電壓范圍，提供0.5A的連續(xù)輸出電流。該器件的特色在于能夠適應(yīng)汽車應(yīng)用中的高電壓要求，實(shí)際耐壓可達(dá)42V。

據(jù)悉，這款驅(qū)動(dòng)器采用了雙全橋的驅(qū)動(dòng)方式，包含兩個(gè)H-bridge，所有組件都完全集成在內(nèi)部，無(wú)需外部元器件。它以簡(jiǎn)潔的邏輯接口和易用性為特點(diǎn)，并提供不同的步進(jìn)模式——步長(zhǎng)的大小可調(diào)，支持高達(dá)1/32的步進(jìn)細(xì)分功能。在控制方面，該器件提供了斜率控制和電流衰減控制等功能，以優(yōu)化電磁兼容性（EMC）表現(xiàn)，這在汽車應(yīng)用中尤為重要。

除此之外，該產(chǎn)品還具備診斷功能，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并報(bào)告各種故障或運(yùn)行異常情況給上級(jí)MCU，從而提高汽車的安全性和可靠性。特別的是，該驅(qū)動(dòng)器還配備了防失速控制系統(tǒng)，這一功能在非車規(guī)的步進(jìn)電機(jī)中通常不必要，但在車規(guī)應(yīng)用中卻非常關(guān)鍵。MPS采用Back-EMF檢測(cè)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能，既可靠又便于使用。

潘興卓表示，像電子膨脹閥和自適應(yīng)大燈等特殊需求的汽車應(yīng)用，MPQ660x可以完美勝任。

8路大電流！【MP(Q)664x】汽車級(jí)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)（36V/2.5A）

剛才提到的MPQ660x是具備高耐壓的特性，而MP(Q)664x則提供了更高的持續(xù)電流能力（2.5A）。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)而言，2.5A的持續(xù)電流已經(jīng)是非常少見的產(chǎn)品，而這款產(chǎn)品內(nèi)部包含了8個(gè)功率管，每個(gè)通道都能夠提供持續(xù)的2.5A電流。這需要基地的RDS（ON），背后離不開MPS獨(dú)特的BCD工藝和先進(jìn)的瘋長(zhǎng)技術(shù)的支持。

無(wú)感！汽車級(jí)三相無(wú)感 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)（35V/1A）

雖然無(wú)刷直流電機(jī)的性能優(yōu)越，其總體成本仍高于有刷直流電機(jī)。在車輛中，由于電機(jī)成本的敏感性，許多車身控制系統(tǒng)中諸如風(fēng)扇和泵機(jī)的應(yīng)用，仍采用有刷直流電機(jī)。然而，對(duì)于需要持續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)的應(yīng)用，如風(fēng)扇和泵，無(wú)刷直流電機(jī)由于其更長(zhǎng)的壽命和可靠性而成為必選。這得益于無(wú)刷直流電機(jī)采用電子換向，而無(wú)需像有刷電機(jī)那樣依賴可能磨損的電刷。

在無(wú)刷直流電機(jī)中，換向通常通過(guò)霍爾傳感器或無(wú)感方式進(jìn)行。MPS采用的是先進(jìn)的無(wú)感技術(shù)，該技術(shù)利用Back-EMF來(lái)檢測(cè)電機(jī)的位置，這種方法更可靠、更方便，且無(wú)需擔(dān)心霍爾傳感器的擺放位置和公差問(wèn)題。MPS即將量產(chǎn)的汽車級(jí)三相無(wú)感 BLDC 電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支持3.6～35V輸入電壓，提供高達(dá)2A的可編程電流，還集成了無(wú)傳感器的FOC控制，已引起許多一級(jí)供應(yīng)商(Tier 1)的濃厚興趣。

集成自研專用MCU，提供All-in-one的智能驅(qū)動(dòng)方案

最后的發(fā)布重磅，MPS宣布將會(huì)提供一體化（All-in-one）的智能電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案——MCU + 驅(qū)動(dòng)器 + Mosfet（可選）。這不讓人意外，而讓人意外的是內(nèi)部集成的MCU是完全基于Arm Cortex-M內(nèi)核自研而來(lái)，專門針對(duì)MPS的電機(jī)驅(qū)動(dòng)算法和應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化。

“MPS一直是以功率電源管理和模擬類的控制為主，但是電機(jī)驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用現(xiàn)在越來(lái)越廣泛，如果MPS現(xiàn)在只有模擬技術(shù)，而沒(méi)有數(shù)字技術(shù)，沒(méi)有MCU的話，那么在電機(jī)驅(qū)動(dòng)這方面，就像一個(gè)人只用這一條腿走路一樣，是走不好的。”潘興卓分享到，“如果有模擬，又有很強(qiáng)功率級(jí)， 然后再加上為馬達(dá)驅(qū)動(dòng)專門而生的MCU，那就兩條腿就可以又跑又跳，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)上整個(gè)能夠去做的市場(chǎng)就會(huì)大很多，所以基本上這就是MPS開始MCU，進(jìn)行Smart Drive布局背后的 一個(gè)主要的原因?！?

新推出的MCU會(huì)包含M0和M33兩種不同內(nèi)核的型號(hào)，支持不同等級(jí)的智能電機(jī)驅(qū)動(dòng)要求。相比常見的通用MCU，MPS在內(nèi)核主頻、資源等方面針對(duì)電機(jī)算法進(jìn)行了專門的優(yōu)化。

然而這款MCU并不支持單獨(dú)售賣，我們關(guān)注的重點(diǎn)仍應(yīng)該是整個(gè)Smart Drive（智能驅(qū)動(dòng)）方案能夠給客戶帶來(lái)的價(jià)值。

據(jù)潘興卓表示，MPS的智能驅(qū)動(dòng)方案，將MCU、Firmware、電機(jī)預(yù)驅(qū)以電機(jī)功率級(jí)都集成在一起，是一個(gè)完整的解決方案。智能驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用的范圍也將非常廣泛，包括了從風(fēng)扇、泵類，一直到壓縮機(jī)、智能執(zhí)行器、熱管理等電機(jī)應(yīng)用，不論是步進(jìn)電機(jī)、直流有刷、直流無(wú)刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)，都可以用MPS的Smart Drive來(lái)完成。

客戶拿到了MPS的Smart Drive之后，無(wú)需再去自己編些電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序，只需要在一個(gè)圖形界面中進(jìn)行參數(shù)設(shè)定即可，這大幅減少了客戶進(jìn)行開發(fā)和調(diào)優(yōu)的時(shí)間，可以幫助客戶加速Time to Market。

結(jié)語(yǔ)

瞿松表示，每個(gè)公司能夠在市場(chǎng)上生存下去，并且獲得成長(zhǎng)，都有其獨(dú)特的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)所在。而MPS的優(yōu)勢(shì)在于將晶圓級(jí)的技術(shù)和封裝的技術(shù)都做到了極致，實(shí)現(xiàn)了多年的技術(shù)積累。尤其是像汽車這樣的應(yīng)用而言，入局門檻相對(duì)較高，更考驗(yàn)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)的儲(chǔ)備。此次推出的智能驅(qū)動(dòng)的完整解決方案，響應(yīng)的市場(chǎng)需求，能夠加速客戶的研發(fā)流程。而MPS也在持續(xù)收集更多的市場(chǎng)客戶需求，希望能在未來(lái)能更好的 一體化 、集成化和智能化的產(chǎn)品。