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【哔哥哔特导读】华东电机控制器市场的创新方向，文中参考答案都有了。 前言： 随着工业自动化和智能化进程的加速推进，电机控制器作为驱动系统的核心部件，在推动产业升级转型中扮演着至关重要的角色。华东电机控制器市场以其独特的优势异军突起，如何形成独特的产品竞争力热疼了头。政策与市场的双重需求，高效能与智能控制并线选择又同向而行。第三代半导体在发展中又给了电机控制器更优的路径，如何把握？如何应用？希望通过本文的介绍，为企业提供有益的参考和启示，抓住时代赋予的机遇的同时，更好地应对各种挑战。 进军华东电机控制器市场，有方法 相较于华南电机控制器市场，华东电机控制器市场主要聚焦于工业链，同时也涉及小家电领域，但在小家电方面似乎不及华南市场活跃。但可以看到的是，华东市场在工业和汽车领域表现更为突出，尤其是汽车相关的业务。 多元化和高度竞争是华东电机控制器市场的特点。 该地区聚集了大量的电机生产商和厨电品牌，这些厂商对成本非常敏感，同时也承担着国家碳中和与碳达峰等环保政策的战略责任。 因此，该地区市场对电机控制器的效率、控制精度和成本控制有着严格的要求。对于半导体器件供应商来说，如何更好地满足华东地区的客户需求成为进军市场重要突破口。 推出具有创新功能的产品似乎是一个不错的选择。 例如通过具备低功耗睡眠模式、无分流电阻电流传感器技术等产品来吸引客户。PI电机驱动FAE张学武认为，这些技术不仅能够提高电机的动态负载响应能力，还能够实现更低的待机功耗，符合客户对效率、成本和性能的高标准要求。 将AI技术融入产品也非常具有创新性。 未来市场对AI故障诊断的需求可能会增加。跟随AI发展的趋势，融入AI技术可以满足客户对产品可靠性和延长运行时间的更高要求。通过这种方式，企业也可以在市场上确立自己的独特定位，抓住增长机会。 市场发展瞬息万变，深耕于高压集成电路高能效功率变换领域的知名公司Power Integrations采取的战略是走在客户需求的前沿。据了解，通过深入的市场调研，PI总结出了具有针对性的应用场景，并集中内部的研发团队和市场人员共同开发相应的解决方案。 这些解决方案预计将在未来几年内与客户进行深度合作。这或许也可以为半导体企业的发展提供参考借鉴。 高效能电机驱动与智能控制解决方案持续涌出 毋庸置疑，高效能电机驱动与智能控制已成为行业内现阶段经久不衰的热点关注话题。 为了提升电机系统的能效和智能化水平，半导体器件供应商也是使尽了浑身解数，针对市场需求推出了多项解决方案和产品。这些解决方案不仅有助于用户实现节能减排，还能有效提升生产效率，满足行业对高效和智能化电机控制的需求。 在智能化方向上，领芯微市场经理潘勇认为，开发过程的智能化至关重要。为了帮助工程师更快地开发和应用公司的芯片，领芯微推出了图形化界面和调试工具，进一步简化了开发流程，使工程师能够更快速地将芯片投入实际应用。 此外，领芯微还提供了一款针对机器人的上位机软件，非常直观易用，大大提升了开发效率。 必易微特别是在单向直流电机和三项直流电机领域推出了一系列具有特色的解决方案。这些方案通过独特的无感算法将控制和驱动功能集成到单一芯片中，不仅能提高效率，还能有效降低噪音，简化系统外围电路，特别适用于散热风扇、冰箱和高速风筒等。 必易微区域销售总监姜晓满提到：“我们还与白色家电企业合作，共同研发采用氮化镓技术的产品。这些产品具有更高的开关频率，能够减小变压器尺寸，提高效率并降低损耗，从而使电源体积更小、散热更好。”这不仅提升了产品的设计灵活性，还便于采用更简单的散热组件，使得产品外观设计更加多样化。 电机驱动控制器应用上，在不断提高生产效率地同时，实现节能减排也是设计考量的重中之重。 PI电机驱动FAE张学武认为，实现这两者的有效平衡，通常需要通过降低控制系统和电机之间的延迟来提升效率。也就是说，通过芯片直接输出电流信息，而不是传统的使用分流电阻加运放的方式。目前PI已经可以将动态响应的速度提高大约20%到30%。这种方式使得电流信息的可靠性从原来的50%到60%提高到90%以上，显著提高电机的效率和控制性能。 值得关注的是，PI还推出了一款业界首创的可以与MCU进行通讯的驱动器。这款驱动器能够主动向MCU传递驱动部分的状态和故障信息，使控制器能够实时了解电机的状态和功率现象，在预测电机寿命和诊断运行过程中的故障等方面发挥着重要作用。 电机控制器遇上第三代半导体 第三代半导体材料，如碳化硅(SiC)和氮化镓(GaN)，因其出色的物理特性，在电机控制器领域展现出巨大潜力，应用也越来越广泛。这些材料能够提高电机控制器的效率，实现系统的紧凑化和轻量化，同时具备在高温环境下工作的能力，从而提高可靠性和稳定性。 在电动汽车、工业电机驱动等领域，第三代半导体材料的应用可以显著改善电机控制器的性能，提高动态响应速度和控制精度，实现智能化控制。 据了解，必易微主要涉及的是基于氮化镓的电源解决方案。该方案包括AC-DC转换和后续的同步整流部分，在消费类电子产品中应用较多，例如充电器适配器，并且已经在冰箱等家用电器的客户群体中进行了前期交流。 必易微区域销售总监姜晓满提到，客户普遍关心的是，与传统的MOS方案相比，采用氮化镓方案是否能有效控制不良率。他表示：“经过交流，我们建议客户可以采用我们的氮化镓控制器，配合外部的氮化镓MOS器件，这样既能实现体积减小和效率提升，又能有效地控制产品的良率。” 目前氮化镓和碳化硅等第三代半导体材料的应用正处于起步阶段，在消费类电子中的使用较为广泛，而在工业领域尤其是电机控制方面尚处于初期阶段。后续随着直流电机应用范围的不断扩大，提高电机效率的需求会变得愈发迫切。一旦解决了当前的技术痛点，并经过充分验证，这些材料的应用在未来的市场中将会迎来显著的增长。 发展机遇与挑战 展望未来，电机驱动与控制技术将进一步发展，除了继续提升效率和降低能耗外，还将朝着更高精度的控制和更高的集成化、智能化的方向迈进。 随着技术的进步，芯片的集成度和制程工艺将不断提升，进而提高整个芯片的工作效率。特别是在汽车领域的电机控制方面，未来可能会出现一种趋势，即主控芯片将分配一部分算力给电机控制，而不再需要专门的小型MCU。这种转变意味着未来的芯片设计将更加倾向于大型化和多功能化，以支持更加复杂的电机控制系统。 此外，智能化控制的另一个重要应用前景是在家电领域，未来的家电制造商可能会建立故障预测的大数据模型。这意味着当家里的电器出现问题时，用户可能会提前收到通知，告知设备处于危险状态，需要进行预防性维护，以避免突发故障影响正常使用。这种基于数据通信的故障预测是智能化过程的一部分，有助于提高用户体验和设备的可靠性。 为了应对这些机遇与挑战，企业需要加强技术研发，布局智能化控制技术和大数据分析能力，以满足未来市场的需求。 结语： 总结而言，面对华东电机控制器市场的独特优势，企业不仅需要具备敏锐的市场洞察力，还需不断创新技术和服务模式以适应快速变化的市场需求。通过利用地域优势、紧跟高效能电机驱动与智能控制技术的发展趋势、拥抱第三代半导体材料所带来的新机遇，以及积极应对各种挑战，企业能够更好地抓住市场机遇，实现可持续增长。 展望未来，电机控制器行业将持续向着更高性能、更智能的方向发展，为推动工业自动化和智能化进程做出更大贡献。同时，期待更多优秀的企业能够在这一领域中脱颖而出，共同开创更加辉煌的未来。 本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载

【哔哥哔特导读】电机政策新导向，原来助力节能减排也没那么难？随着国家对节能减排、智能制造等领域的支持力度持续加大，半导体器件厂商可以抓住政策机遇，加强与政府、行业协会等的合作，共同推动BLDC电机市场的发展。 前言： 直流无刷电机由于其高能效、低功耗、高扭矩、低噪音、长寿命、响应快等优势，在多个领域都有广泛的应用。随着消费者生活质量的提升和消费市场的升级，终端市场对电机控制性能的要求也越来越高。BLDC电机以其特有的性能优异性，满足了下游应用领域对节能减排的迫切需求，特别是在家电、风机、泵类、电动工具、机器人、电动车等领域。BLDC电机逐渐成为主流。 1、蛋糕做大 BLDC电机的市场规模近年一直在增大，而且预计未来数年仍会持续增大。根据Grand View Research的数据，2022年BLDC电机的市场规模达189亿美元，预计到2025年将增长至223亿美元，年复合增长率为5.7%。 根据Grand View Research数据，亚太地区是BLDC市场规模占比最大的区域；在细分应用占比方面，受益于家电智能化与变频化升级趋势，家电端与HVAC设备的BLDC应用占比将稳步提升；在工业机械领域，其在2023年即已拥有超过24%的市场份额，并在节能减排政策推动下，工业市场BLDC应用的空间还将进一步扩大。从功率分级市场分析，则是功率低于750W的BLDC细分市场以49%占据着最大的市场份额。 从细分市场来看，新能源汽车是全球BLDC电机最大的应用领域，占据了38.7%的市场份额。随着汽车行业向智能化、轻量化等方向发展，对于BLDC电机的需求也不断增加。目前，BLDC电机主要应用于汽车的启动系统、制动系统、转向系统、空调系统、冷却系统、雨刮系统等部件。 预计到2027年，全球汽车领域对于BLDC电机的需求将达到105.8亿美元，年复合增长率为6.8%。其中，新能源汽车市场也是增长最快的细分市场。随着电动化和智能化的趋势，新能源汽车成为BLDC电机的重点拓展领域。此外，工业BLDC电机在工业机械设备市场中业务占据可观的市场份额。 2、驱动控制做主力 BLDC是MCU厂商的一个重要目标应用，市场竞争从产品到服务等极为激烈，国内外各家都在积极参与，甚至将其作为产品的主要目标市场。在电机驱动控制芯片领域，全球市场长期由德州仪器(TI)、意法半导体(ST)、英飞凌(Infineon)、赛普拉斯(Cypress)等国际大厂主导。亚太地区，特别是中国，在BLDC市场中占据主导地位，拥有较高的成本效益和市场份额。国内电机企业正逐步向无刷电机等高端电机产品迈进，与国际厂商展开竞争，如峰岹科技、航顺芯片、凌鸥创芯、极海半导体等。 目前极海半导体根据用户需求，提供主控“MCU+LDO+HVIC+MOS”的分立方案，保留了高灵活度的解决方案以满足多样化的应用需求，同时即将推出主控MCU集成预驱、运放、LDO产品，为用户提供高集成度的硬件解决方案，简化系统设计、提高系统稳定性与可靠性、提高系统效率。 据其高级产品经理刘洋介绍，极海半导体电机控制专用产品线面向家电、风机水泵、通信设备、电动工具、暖通设备、伺服变频、运动出行等众多应用市场，提供灵活全面的软硬件开发工具及生态平台，并不断向新的应用方向拓展创新，帮助客户实现产品性能的创新与突破。 另外，深圳航顺芯片技术研发有限公司(下称，航顺芯片)一直以工匠精神在车规SoC、高端MCU领域踔厉进行应用创新。航顺芯片持续看好BLDC电机市场，特别是工业级产品的市场发展。航顺芯片已经有几个BLDC电机控制MCU系列在批量出货，公司还在深入理解用户使用习惯的基础上，设计了新一代的BLDC电机控制专用MCU，将大幅提高MCU的易用性，并使电机控制算法更为高效。 航顺芯片高级产品经理侯新荣表示，航顺芯片持续关注行业应用的发展，很多新的应用类型都大有发展的潜力。同时现在已有应用也有大量的升级迭代的需求。我们和客户紧密合作，无论是新应用的实现还是老应用的迭代，航顺的目标都是把目标应用做到最好，做到客户满意，市场认可。 3、高性能磁材是抓手 BLDC电机市场的增长很大一部分得益于高性能磁材在BLDC电机中的广泛应用，特别是稀土永磁材料，对BLDC电机的性能至关重要。 安森美系统应用工程师卜仕锋介绍到，永磁电机里面需要用到磁性材料，主要包含钕铁硼磁体、钐钴磁铁和铁氧体永磁体等，其中钕铁硼磁性材料是目前应用最为广泛的永磁体。 而永磁BLDC电机主要是使用高性能永磁材料作为转子的无刷直流电机。这种电机因其高效率、低噪音、高精度和长寿命等特性而受到青睐。尤其是家电、汽车、电动工具等领域，BLDC电机的制造对高性能磁材的需求不断增长，以确保电机运行的高效率和高可靠性。 随着各国对节能和环保要求的提高，高性能磁材在BLDC电机中的应用将会进一步渗透。根据市场研究数据，BLDC电机市场规模正在稳步增长，预计在未来几年内将保持较高的增长率。同时，随着新材料和新技术的不断发展，高性能磁材的性能将进一步提升，为BLDC电机的发展提供更多可能性。 在电机的实际应用当中，高性能磁材的使用渗透率大大提升。稀土在高性能电机中的使用比例也在大大提升。 但根据此前的数据，新能源汽车永磁电机的产品和样件指标，均可比肩或者超过欧美日韩等一线汽车电机制造商的产品水平。其中，高端稀土永磁体的重稀土使用量降低近50%；绝缘材料长期耐温超200℃，圆电磁线耐电晕寿命达国标数倍以上；漆包扁线耐电晕寿命大于90小时。 4、顺应趋势 BLDC电机在节能减排、提高效率等方面的显著优势，使得其在新能源、智能制造等领域具有巨大的市场增长空间。 在新能源领域，新能源汽车对高性能、高效率电机的需求将持续增长，特别是BLDC电机在电动助力转向系统、电子悬架系统、汽车稳定性控制系统等中的应用越来越广泛。特别是新能源汽车对三电系统的精确温度控制需求，使得电子水泵等使用BLDC电机的部件需求大增。 在智能制造领域，智能制造对电机的要求日益提高，需要电机具备高精度、高可靠性、高效率等特点。BLDC电机正好符合这些要求，因此在智能制造领域的应用将不断增加。随着工业自动化、机器人等技术的不断发展，BLDC电机的市场需求将持续增长。 此外，家电领域，空调、电冰箱、洗衣机等白色家电领域已经开始应用BLDC电机，未来随着消费者对节能、高效产品的需求增加，BLDC电机在家电领域的应用将进一步扩大。 目前，国家政府也在大力推行实现相关政策。就在5月11日，国家发改委发布了关于深入开展重点用能单位能效诊断的通知。通知要求落实节能法规政策标准，开展重点用能单位能效诊断，支撑分领域分行业节能降碳专项行动，推动节能降碳改造和用能设备更新。 侯新荣提到，BLDC电机在节能和降噪方面从原理上就有优势，在工业和商业的产品实践中更是有用户显而易见的效果。航顺芯片投资了专业的算法团队，并且与多个产业经验丰富的方案商紧密合作，不断推出符合行业和用户期望的电机控制方案。除了前面提到的近期将推出的入门电机专用MCU，在未来的几年，航顺芯片还将不断推出中级和高性能电机专用MCU，满足更多高速、高效率、高集成度、高可靠性、简便易用等不同客户的需求。 电机设计方面，卜仕锋认为需要综合考虑多种因数，其中磁路设计、绕组设计、永磁体设计，散热设计等技术是关键。通过进一步优化完善这些技术，也可以获得更高效、高功率、高可靠性、低噪音、小体积的电机。绕组的传统绕线方式效率低可靠性差，在材料选择和制造工艺的提升对电机生产效率和电机一致性会具有很大帮助。 5、抓住时机 不可否认，随着BLDC电机市场的增长，对BLDC电机控制器的需求也将大幅增加。BLDC电机控制器市场的发展趋势是智能化、高效化和可靠性提升。半导体器件厂商可以通过技术创新，提高BLDC电机控制器的性能，如采用先进的制程技术、优化驱动算法等;同时通过成本优化和普及策略，提高BLDC电机控制器的性价比，进一步推动BLDC电机市场的普及。 更有前瞻性的是，随着国家对节能减排、智能制造等领域的支持力度持续加大，半导体器件厂商可以抓住政策机遇，加强与政府、行业协会等的合作，共同推动BLDC电机市场的发展。 结语： BLDC电机驱动控制芯片作为BLDC电机的核心部件，其技术创新将推动BLDC电机技术的进一步发展和优化。预计未来将有更多的高性能、低成本的BLDC电机驱动控制芯片问世，以满足市场的需求。 同时，随着国内电机企业逐步向无刷电机等高端电机产品迈进，其在BLDC电机市场中的竞争力将逐渐增强。预计未来国内企业将在BLDC电机市场中发挥更大的作用，推动市场的进一步发展。然而，随着BLDC电机制造工艺流程日趋成熟，材料成本将成为掣肘行业发展的瓶颈。如果在成本控制上得以突破，BLDC电机未来一定会在量上面有一个大幅度的爆发，在细分市场上也会有越来越更多的厂商进来，使上下游产业链能够得到良性、协同发展。 本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载

以下文章来源于Vector维克多 ，作者Vector China 随着新能源汽车的蓬勃发展，电机控制器的复杂性和重要性日益增加。电机控制器作为新能源汽车核心三大件部件之一，同时也广泛应用于转向系统、热管理系统和车身系统中。电机控制器通过控制算法发出指令驱动电机转动，进而实现对电机扭矩/转速的控制。为了在软/硬件开发前期快速验证应用层算法功能及基础软件质量，同时实现极限工况验证和复杂场景复现，硬件在环（HIL）测试在整个电机控制器开发过程中扮演着重要的角色，能够降低各类电机控制器开发成本，加快研发进度，因此备受整车厂和供应商的重视。电机控制器 信号级 闭环HIL测试以其低成本、高安全性及高灵活度等特性，受到广泛青睐。 电机控制器整体简介 以永磁同步电机（PMSM）控制器为例，主要由微控制器（MCU控制板）、逆变器、传感器、散热组件和壳体等部件组成。其中MCU控制板接收整车控制器的指令，运行电机控制算法，发出控制信号给逆变器；逆变器接收MCU控制板信号，高频控制IGBT/MOSFET半导体功率器件通断，逆变输出三相交流电，从而控制电机转动；传感器负责电机本体和逆变器反馈信号的采样，用于MCU控制板中控制算法的闭环。 01 电机控制器逻辑连接图 MCU控制板到逆变器的信号控制原理 在PMSM电驱动系统当中，逆变器负责将动力电池输出的直流电压转换 为定频定压 或调频调压的交流电压，进而提供给驱动电机。从工作原理上来看，在电源与负载之间至少设置三组开关形成三相桥，通过控制开关的通断，改变经过负载的电流方向，从而得到平均电流为零且方向会随着时间变化的交流电。 以图2典型三相电压源逆变器为例， Ua 、 Ub 、Uc是逆变器的电压输出，Q1到Q6是6个功率晶体管，分别被a、a ’ 、b、b ’ 、c、c ’ 这6个控制信号控制。当逆变器同相上半 桥部分 的各个功率晶体管导通时，其下 半桥部分 的功率晶体管将会对应关闭。因此上半桥为0或者1的状态，将决定 Ua 、 Ub 、Uc三相输出电压的波形情况。 02 典型三相电压源逆变器拓扑图 从图2中不难看出，因为开关变量矢量 有8个不同的组合值，故其输出的相电压和线电压有8种对应组合，其与输出的线电压和相电压对应关系如表1。 表 功率晶体管开关状态和对应输出线电压、 相电压的关系 其中UAN、UBN、UCN表示3个输出的相电压，UAB、UBC、UCA表示3个输出的线电压。因此通过MCU控制板高频控制开关器件通断，便可以改变逆变器电路输出的电压大小和频率。 PWM调制技术可以通过一系列宽窄不等的脉冲进行调制，等效生成正弦波形（修改幅值、相位和频率），这样输出的波形具有平滑 且低次谐波少 等特点。在PWM波形中，各脉冲的幅值是相等的，要改变等效输出正弦波的幅值时，只要按同一比例系数改变各脉冲的宽度即可。此技术因控制理论成熟，控制效果优良而广泛应用于MCU控制板和逆变器的驱动链路中。 在电机控制器中一般还会有冷却系统，通过逆变器内的温度传感器，监测逆变器内部的温度变化。当温度过高时（变频、升压、频繁通断开关器件均会导致温度升高），MCU控制板会接收到温度传感器发出的信号，并根据算法控制散热组件对逆变器进行降温，对电机进行降速等操作。 逆变器到电机的信号原理 以PMSM永磁同步电机为例，电机主要由永磁体制造的转子，带有线圈绕组的定子和位置传感器（可选）组成。当定子线圈通电后，通过改变输入到定子线圈上的电流改变频率和波形，在定子线圈周围形成一个绕电机几何轴心旋转的磁场，这个磁场驱动转子上的永磁体转动，电机便会转动起来。 针对于PMSM永磁同步电机，使用FOC法进行控制，能够精确地控制磁场大小与方向，使得电机的运动转矩平稳，同时具有噪声小、效率高、具有高速的动态响应等特点。 通过三相全桥的PWM调节三个相线上的电流（灰色），三个方向矢量合成的磁场方向（红线）可以指向一周的任意方向，在三个线圈上的电流和为0。通过测量/计算得到当前线圈的三个电流（灰色），即可获知当前线圈的磁场方向，通过Clark变换和Park变换，将三相电流转换为转子磁链方向（d轴，直轴）和转子磁链垂直方向（q轴，交轴）的电流，其中d 轴用于 产生与转子磁场叠加的磁场，q 轴用于 扭矩大小和方向的控制，实现对励磁电流和扭矩电流的解耦，从而完成对电机的精准控制。 03 三个方向矢量合成的磁场方向 MCU控制板HIL系统整体简介 HIL测试系统通过软硬件仿真的方式，为被测控制器提供正常运行所需的供电、总线通讯、传感器输入、被测对象输出测量等资源，使被测控制器在实验室环境且无需依赖真实部件的情况下运行并进行测试验证。MCU控制板作为电机控制器的控制算法核心，其HIL测试系统使用数学模型来表示整个系统的物理状态并使用IO板卡连接到MCU控制板，从而实现对MCU控制板的代码和硬件电路测试。在MCU控制板 信号级 闭环HIL测试中，仅MCU控制板使用真实硬件，其余部件均通过数学模型和硬件IO进行模拟。根据上述介绍，需要进行仿真的数学模型主要有电机模型、逆变器模型和传感器模型。 04 MCU控制板 信号级 HIL测试系统架构图 在建模时需根据实际被控对象选择电路拓扑模型或数学模型，电路拓扑模型主要通过电力电子器件进行搭建，其特点是操作简便，方便用户进行建模，同时还有部分集成好的模型可供用户使用，如MATLAB/Simulink模块库中便有一些成熟的电机和逆变器模型；而数学建模主要是通过将物理对象数学化，方便在模型中加入一些自定义元素，如对模型的具体参数做动态修改，同时方便移植到不同平台中。实际应用时，可根据MCU控制板测试需求进行取舍。 电机模型 对于一个星形连接的三相电机，该电机模型和电压方程如下所示： 05 三相星形连接电机模型和电压方程示意图 其中R为电阻， Ld 、 Lq 为绕 直轴和交轴 的电感，Ψ为磁通量， we 为磁场旋转转速。 通过d轴和q轴电流，可以得到电磁力矩方程： Te =3/2 p (Ψmlq +( Ld −Lq ) Iq Id )；其中 Te 为电机力矩， p 为电机 极 对数。 逆变器模型： 逆变器模型主要由6个IGBT/MOSFET和6个反向二极管构成，每2个IGBT/MOSFET和反向二极管组成1个H半桥，一共3个H半桥。通过对集电极/漏极和发射极/栅极的电压进行参数化，可以实现对IGBT/MOSFET功率器件的模拟。由于IGBT/MOSFET是非理想开关器件，其开通和关断时间不是严格一致的，因此在进行模型参数 化设置 时，应注意“死区时间”的设置。 施加到电机上的电压主要由6个功率器件状态和它们的集电极/漏极和发射极/栅极电压所决定。 06 逆变器模型原理图 传感器模型： 传感器模型主要包含位置传感器模型、电流传感器模型、电压传感器模型、温度传感器模型等。以常用的位置传感器模型为例，旋转变压器将转子角度和速度信号转换为正余弦信号，MCU控制板通过对该旋变信号的解码得到所需的位置信息。将旋转变压器模型进行数学方程简化，可以得到激励信号和旋变输出电压的数学关系： 07 旋转变压器模型原理图 基于VT5838进行信号级电机闭环仿真 针对上述需求，Vector推出VT5838多I/O高速VT板卡。该板卡可以独立放置于桌面式6槽小型VT System机箱中使用，也可以配合其他供电、总线、低速I/O信号VT System板卡使用，实现完整的MCU控制板的 信号级 HIL测试系统。VT5838还可以满足DC/DC、AC/DC等 信号级 闭环测试需求，被控对象高速 闭环仿真也可通过VT5838实现。使用VT5838需要配合 CANoe 17.0及以上版本使用。 VT5838能够提供16路数字I/O、8路模拟输入、6路单端模拟输出，8路单端或4路差分可配置的模拟输出接口。搭载用户可编程的FPGA芯片，支持进行各类电机模型、逆变器模型、旋转变压器/温度等传感器模型的建模和仿真，并通过自身I/O资源与MCU控制板进行数据交互。VT5838 各 I/O通道详细技术指标如下表所示。 表 VT5838板卡详细技术指标 在进行MCU控制板 信号级 闭环HIL测试时，VT5838接收的PWM信号一般为高于10kHz的调制信号。为了获取精确的采样结果，仿真模型的仿真频率一般至少10倍于MCU控制板的频率。因此在仿真建模时，模型的步长设置会小于10µs。如果模型在PC或常规实时系统上运行，由于硬件及软件架构限制，仿真步长无法保证。而当模型在FPGA上运行时，由于FPGA具有强大的运算能力和专用资源，能够得到理想的仿真结果。VT5838搭载Intel Cyclone V系列芯片，该芯片有300k 个 逻辑处理单元，最高可支持80MHz的时钟频率，能够满足IGBT/MOSFET、电机、旋变信号等模型步长的要求。通过Simulink和Intel提供的DSP Builder Advanced Block Set进行各类电机、逆变器、位置传感器/温度传感器的数学建模，匹配VT5838的硬件I/O接口，编译生成可执行文件，利用VT System FPGA Manager工具将编译后的模型部署到FPGA芯片中。 08 FPGA仿真建模工具链使用 以之前 描述的MCU控制板 信号级 闭环HIL测试为例，MCU控制板共输出6个PWM和1对旋变励磁信号给VT5838板卡，其中6个PWM用于高频控制IGBT器件通 断驱动电机转动；励磁激励信号用于旋变模型的励磁线圈产生交流基准源磁场；VT5838可以反馈3个相电流、1个母线电压、1个母线电流和2对旋变信号给MCU控制板，其中：逆变器模型通过接收MCU控制板6个PWM信号产生3相交流电压；电机模型根据电机固有参数和3相电压反馈出3相电流供MCU控制板进行闭环控制运算；模型输入母线电压可通过 CANoe 用户界面自定义设置，电压传感器模型根据用户设置信息，将母线电压调理成MCU控制板所需要的电压，并通过VT5838模拟量输出通道发送给MCU控制板；旋转变压器（位置传感器）模型根据励磁激励信号和电机位置信息计算出正余弦函数的调幅信号供MCU控制板解析出电机的位置信息。同时，用户可在Simulink模型中自定义添加系统变量，方便在 CANoe 监视界面进行数据配置和查看，如电机速度、扭矩、反电动势等模型运行过程中的信息。 09 基于VT5838 MCU控制板 信号级 闭环HIL逻辑图 使用MATLAB/Simulink和DSP Builder搭建VT5838 FPGA模型及VT5838使用方法如下： 1. 使用Simulink和DSP Builder Advanced Block Set工具进行数学建模及编译； 10 Simulink中搭建“逆变器+电机+传感器”模型 2. 将编译后的文件使用FPGA Manager部署于VT5838的FPGA芯片中； 11 FPGA Manager 配置按钮 12 FPGA Manager 导入VT5838模型工程 导入VT5838模型后，按如图顺序查看模型中匹配的 CANoe 系统变量，点击步骤3 Persist，即可完成编译后的模型文件到FPGA芯片的部署。 13 FPGA Manager 查看 CANoe 系统变量信息 配置完成后，按照VT System正常操作，点击Hardware - VT System Configuration - Adapt to Connected Modules获取已连接配置的VT System板卡信息，在该界面中 可勾选 CANoe 和FPGA模型之间的接口变量和参数信息。然后点击Hardware - VT System Control进入VT System控制面板，进入VT5838的控制监视界面，从而进行MCU控制板 信号级 闭环HIL测试。 14 VT5838 CANoe 监视界面 信号采集示例： 1. 逆变器作为关键执行器，对数字信号采集频率要求很高。MCU控制板在启动时，VT5838将采集到的PWM信息传递给自身的逆变器模型，然后逆变器模型将调制后的电压波形实时输出。下图是MCU控制板启动时，示波器扑获到VT5838采集的PWM信号和输出的A相电流效果图： 15 VT5838数字信号采集和模拟量输出效果图 2. 旋转变压器模型将控制器输入的励磁信号进行调制，获得带有位置信息的正弦和余弦信号，并将其以差分模拟信号的方式输出，下面给出VT5838在电机1000rpm下通过示波器采集的旋变信号输出信号。 16 旋变信号输出示波器采集效果图 3. IGBT高频通断，输出三相电压，控制电机转动，电机反馈三相电流给MCU控制板，用于闭环控制。下面以A相电流为例，通过示波器采集电机从0rpm启动至1000rpm时，VT5838对A相电流的输出波形。 17 VT5838输出A相电流示波器采集效果图 综上，可通过仿真建模、可执行文件部署、上位机界面控制等步骤实现典型的MCU控制板 信号级 闭环HIL测试。当需要进行其它类型的闭环HIL测试时，可通过仿真建模环节完成与被测控制器的适配。 Vector中国的项目服务团队可根据客户需求，提供基于VT5838板卡的各类电机及功率器件FPGA模型定制开发服务及机柜集成服务。

在逐步严苛的排放法规下，全球各大主机厂陆续推出了对应的解决方案。虽然不同的技术路线都有各自的应用场景，但也都存在各种各样的问题。纯电动车受限于电池容量，其行驶里程大多在 300~1000km ，而充电速率慢、充电站建设不完善，又进一步限制了它的应用，降低了用户体验。传统燃油车的改进大多集中在发动机上，提高发动机效率、降低排放，则一些传统主机厂急需解决的问题。 产品介绍 基于当前市场环境和需求， 经纬恒润 开发了一款基于 SiC 的超高速电机控制器 eBooster 。该控制器具有超高转速、高效率、高性能、高集成度、高可靠性的技术特点，能够适用于多个场景，为发动机或燃料电池提供高质量进气。 eBooster 响应速度快，当集成在传统燃油车的发动机进气口，它能在车辆起步和低速行驶时快速投入，增加每个进气行程进入燃烧室的空气量，有效解决涡轮迟滞的问题，提高发动机功率和扭矩，使发动机保持在高效区运行，从而提升驾驶舒适性，进而可以使小排量发动机也能实现大排量的驾驶体验。 eBooster 也可以作为增程式汽车的增程器，由于具有较高的压比，能够为发动机提供高质量进气，使小排量发动机也能发挥更大能量，从而提高汽车里程，消除里程焦虑。同时，这款控制器也可以使用在氢燃料电池汽车上，为其动力系统提供高质量空气。 产品特性 · 额定电压： 400 V ~800V · 额定功率： 3~10kW · 峰值功率： 7~20 kw · 最高转速： 100000~150000 rpm · 控制器最高效率 98.5% · 防护等级： IP67 ， IP69 · 冷却方式：水冷 产品优势 · 噪声小 · 集成化设计，结构紧凑 · 提升燃油经济性，降低排放 · 可进一步缩小发动机尺寸 · 快速投入，无迟滞效应 · 符合 ISO 26262 ，满足 ASIL-C 目前， 经纬恒润 电动增压器 eBooster 已经完成了台架验证、可靠性验证，并在国内某主机厂进行了实车调试，预计在 2023 年第三季度量产，市场容量可达 20 亿，将是 经纬恒润 新能源系列主打产品之一。未来， 经纬恒润 将紧跟汽车行业发展大势，坚持自主创新，努力为国内外客户提供优质的产品和服务，为汽车工业的发展贡献自己的一份力量！

该控制器直接安装在电机的尾部，和电机融为一体，并利用电机的外壳散热。电机出线两根，俨然一个交流电机。 一：输入参数； 输入220V交流，50HZ。内部带EMI电感，以及PE保护线。最大输入电流1A； 二：控制电机参数； 适合于380V无刷直流电机，额定转速小于5000RPM。启动力矩小于0.5N/M。 三：控制板功能描述； 该控制板通过整流桥堆将220V交流，整流成直流。然后供给BLDC电机。同时控制器包含以下保护功能。 欠压保护：当外部输入电压低于100V时，控制器停止工作。当电压上升后继续工作。 过流保护：当电流大于1A时，控制器停止工作，ALARM灯亮，直到控制器重启。 四：控制板尺寸； 内圆开孔30mm。外圆100mm。固定孔为M3螺丝。为防止漏电，整个控制板用灌装胶密封。实际电机外径必须大于100mm，不然可能会出现漏电的情况。整个控制板高度不大于40mm。 该控制器可用来实现将系统中的交流电机直接替换直流无刷电机，既实现了无刷电机的低噪音，搞效率，高可靠性。同时又尽可能的减少系统升级的成本。