電機（Electric machinery，俗稱“馬達”）是依據電磁感應定律，實現(xiàn)電能(néng)轉換或傳遞的一種電磁裝置，其主要作(zuò)用(yòng)是産生驅動轉矩，爲用(yòng)電器或各類機械提供動力。

電機作(zuò)爲工(gōng)業世界的動力之源，幾乎用(yòng)于所有電子設備。據不完全統計(jì)，全球電力消耗的50%來(lái)自(zì)電機，尤其是工(gōng)業用(yòng)電中，約60%的電力被電機消耗。

作(zuò)爲動力源，電機的工(gōng)作(zuò)環境非常惡劣，常常需要經受熱應力、機械應力、電流偏差、環境變化、自(zì)然老(lǎo)化等因素侵蝕而造成故障，嚴重甚至影響安全使用(yòng)。因此，爲了(le)提升電機的性能(néng)和(hé)使用(yòng)安全、延長使用(yòng)壽命，人們需要不斷提高(gāo)對(duì)電機控制芯片的性能(néng)和(hé)品質要求。

長期以來(lái)，國内電機控制芯片市場由歐美(měi)國際大(dà)廠(chǎng)主導，國内企業起步較晚，市占率較低(dī)。近年來(lái)，随着國産MCU不斷崛起，衆多國産廠(chǎng)商快(kuài)速成長，在電機驅動控制芯片細分領域的技術積累已頗具競争優勢。

芯海科技（股票代碼：688595）作(zuò)爲一家專注模拟IC的半導體設計(jì)公司，憑藉“高(gāo)性能(néng)ADC+高(gāo)可靠性MCU”雙平台驅動，持續深耕智能(néng)家居、高(gāo)端消費電子、工(gōng)業控制、汽車電子等應用(yòng)領域，爲通用(yòng)市場及垂直細分應用(yòng)市場提供獨具競争力的産品和(hé)解決方案。

當前，随着芯海在電機驅動控制領域的技術研發積累，持續推出基于32位MCU的電機控制應用(yòng)方案，在精度、可靠性、集成度等關鍵技術指标上(shàng)媲美(měi)業界一流廠(chǎng)商，且爲客戶提供穩定供貨及本土化服務。

以下(xià)将分享幾個典型的芯海科技電機控制的應用(yòng)方案。

車載水(shuǐ)泵

CS32F036Q通過AEC-Q100認證，滿足車規級産品工(gōng)作(zuò)環境惡劣的要求，可實現(xiàn)單電阻無傳感器FOC控制，同時(shí)提供整套FOC控制算(suàn)法支持，幫助客戶快(kuài)速實現(xiàn)方案開(kāi)發、産品量産。

CS32F036Q車載水(shuǐ)泵系統框圖

• 更寬的工(gōng)作(zuò)溫度（-40~105℃）

• 更寬的工(gōng)作(zuò)電壓2.0~5.5V

• 12bit 1M SPS采樣頻率的高(gāo)速、高(gāo)精度ADC，有效精度≥10bit

• ADC工(gōng)作(zuò)範圍：2.4~5.5V，-40~105℃

• ±1%精度的低(dī)溫漂時(shí)鐘(zhōng)

• 低(dī)漂移基準電壓及±2℃的溫度傳感器

  

  電動自(zì)行車
  

  
  

近年來(lái)，随着“新國标”的落地，雙輪電動車在智能(néng)化、強性能(néng)、安全性等方面不斷演進，帶動了(le)新一輪的換車高(gāo)峰。電動車控制器作(zuò)爲雙輪電動車的核心部件，迎來(lái)新的增長。

芯海科技32位MCU CS32F031與CS32F103，作(zuò)爲電動車控制器的主控MCU芯片，很(hěn)好(hǎo)地滿足了(le)雙輪電動車、電動三輪、共享電單車的高(gāo)溫寬、高(gāo)耐潮的應用(yòng)環境，以及PWM、ADC等高(gāo)可靠性的功能(néng)要求。

CS32F031采用(yòng)Arm® Cortex®-M0内核，主頻高(gāo)達48MHz，内置1個功能(néng)豐富的高(gāo)級定時(shí)器、1個10通道(dào)1Msps采樣率的高(gāo)精度ADC、6個16-bit定時(shí)器（支持霍爾捕獲）。CS32F031采用(yòng)5V供電，抗幹擾能(néng)力強，成本更優。

CS32F103采用(yòng)ARM-Cortex M3内核，主頻高(gāo)達72MHz, 支持單周期乘法和(hé)多周期硬件除法運算(suàn), 内置1個功能(néng)豐富的高(gāo)級定時(shí)器、2個共計(jì)16通道(dào)1Msps采樣率的高(gāo)精度ADC、3個16-bit定時(shí)器（支持霍爾捕獲），支持7通道(dào)DMA傳輸，提供LQFP48/64/100等主流封裝形态。

CS32F031與CS32F103兩款産品均可滿足有感FOC控制的所有需求。

• 最高(gāo)48MHz工(gōng)作(zuò)頻率

• 32K/64 Kbytes的flash 存儲器, 192B Flash 數據存儲, 4K/8Kbytes的SRAM，帶硬件奇偶校驗

• VDD 電壓: 2.0 to 5.5V

• 内部8MHz/14MHz RC高(gāo)速振蕩器，典型情況下(xià)1%精度，内嵌PLL

• 1路16bit高(gāo)級控制定時(shí)器（TIM1），每路有6個帶死區(qū)控制的PWM輸出通道(dào)

• 5個16位通用(yòng)定時(shí)器，支持脈沖寬度測量和(hé)PWM波生成

• 1路12-Bit高(gāo)精度ADC，采樣率高(gāo)達1Msps，10個輸入通道(dào)

• 2個 USART, 支持: ISO7816接口, LIN主從(cóng)功能(néng), IrDA傳輸編解碼; 2個I2C; 2個SPI

• 多達39個GPIO

CS32F031系統框圖

變頻冰箱

CS32F030變頻冰箱系統框圖

• 單電阻無感矢量控制

• 驅動算(suàn)法成熟，電機适配性強，匹配過主流壓縮機平台（東貝、加西貝拉、恩布拉科）

• 啓動算(suàn)法成功率100%

• 支持過流、過壓、缺相、堵轉等保護，延長産品使用(yòng)壽命

• 高(gāo)級控制算(suàn)法支持：諧波抑制、轉矩補償等

變頻高(gāo)速風(fēng)筒以轉矩脈動小(xiǎo)、效率高(gāo)、噪聲小(xiǎo)、動态響應快(kuài)而受到(dào)市場的廣泛認可。

面對(duì)新的市場趨勢，芯海科技推出高(gāo)達12萬轉的高(gāo)速風(fēng)筒應用(yòng)方案。方案采用(yòng)Arm® Cortex®-M3内核的MCU主控芯片CS32F103，搭配芯海自(zì)研的智能(néng)IPM模塊CSPM405。在軟件方面，采用(yòng)無傳感器FOC矢量控制，搭配公司最新電機控制算(suàn)法，可實現(xiàn)速度扭矩雙閉環控制。

基于芯海科技“CS32F103+CSPM405+最新算(suàn)法”的高(gāo)速風(fēng)筒方案具備如下(xià)特征：

• 三電阻無感FOC控制

• 最高(gāo)轉速12萬轉

• 支持速度轉矩雙閉環控制

• 支持過流，過壓，短路保護

• 良好(hǎo)的EMI/EMC性能(néng)

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CS32F103的産品特點：

• 最高(gāo)72MHz工(gōng)作(zuò)頻率

• 支持單周期乘法和(hé)硬件除法

• 64K/128KBytes的Flash存儲器，20KBytes的SRAM

• 内部8MHz RC高(gāo)速振蕩器，内部40kHzRC低(dī)速振蕩器，支持4~16MHz晶體振蕩器

• 鎖相環(PLL),最高(gāo)支持72MHz

• 3個16位定時(shí)器，每個定時(shí)器有多達4個用(yòng)于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計(jì)數的通道(dào)和(hé)增量編碼器輸入

• 1個16位帶死區(qū)控制和(hé)緊急刹車，用(yòng)于電機控制的PWM高(gāo)級控制定時(shí)器

• 2路12-Bit高(gāo)精度ADC，采樣率高(gāo)達1Msps，16個輸入通道(dào)

• 7通道(dào)DMA控制器, 支持的外(wài)設包括:SPIx,I2Cx,USARTx,TIMx,ADC

• 3個USART,2個I2C接口,2個SPI接口,1個CAN 2.0B接口,1個USB2.0接口

• 豐富的GPIO（LQFP48:37個，LQFP64:51個，LQFP100: 80個）

CS32F103系統框圖

目前，芯海科技“電機控制及驅動應用(yòng)”仍在持續豐富和(hé)完善。相關産品及應用(yòng)方案，敬請(qǐng)關注公司官網“應用(yòng)方案—電機控制及驅動”模塊，期待爲終端客戶帶來(lái)更有價值的産品和(hé)服務（點擊文(wén)末“閱讀原文(wén)”可直接跳轉）。