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)量越來越多，應(yīng)用也愈發(fā)豐富。除了負(fù)責(zé)汽車驅(qū)動的電機(jī)外，還有非常多的智能應(yīng)用依賴于電機(jī)的動作執(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、HUD、激光雷達(dá)、主動隔柵等。未來，一輛汽車的舒適性、安全性、娛樂性、動力性能和皆與電機(jī)密不可分；而對于電機(jī)驅(qū)動的把控，也就意味著對于整車品質(zhì)和競爭力的掌握。

作為一家在電機(jī)驅(qū)動領(lǐng)域有著超過10年積累的領(lǐng)先廠商，MPS于近期推出了一系列汽車級電機(jī)驅(qū)動產(chǎn)品。MPS模擬產(chǎn)品線總監(jiān)瞿松（Song Qu）也專程從美國飛抵上海，和記者分享了最新的產(chǎn)品動態(tài)以及MPS全新集成MCU的“智能驅(qū)動”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、底盤域和動力域，而電機(jī)遍布了汽車的全域，隨著汽車市場的快速發(fā)展，電機(jī)驅(qū)動的需求也是持續(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，在動力域，尤其是在純電動車和混合動力車中，電機(jī)作為主要動力源，不僅需要高性能和高效率，還需要能耐高溫和振動。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，汽車級電機(jī)驅(qū)動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，這個認(rèn)證需要進(jìn)行性全溫度范圍內(nèi)的測試，確保功能正常穩(wěn)定運行，同時針對不同的應(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、故障診斷、安全驗證等一系列相關(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)驗積累，才能總結(jié)出一套高效的設(shè)計流程和規(guī)范，確保電機(jī)驅(qū)動的產(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)動上實現(xiàn)了全面的布局，在滿足汽車功能安全等級的前提下，進(jìn)一步提升了產(chǎn)品性能，并添加了特色功能。接下來就讓我們看下其最近推出的幾款電機(jī)驅(qū)動新品。

多通道！【MPQ662x系列】8路汽車級驅(qū)動帶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)動器能夠支持更多的電機(jī)應(yīng)用。而MPS的8路汽車級驅(qū)動器（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)用中尤為實用。

據(jù)MPS中國區(qū)電機(jī)驅(qū)動和傳感器產(chǎn)品BD經(jīng)理潘興卓（Patrick Pan）介紹，這款8路驅(qū)動器采用40V的耐壓設(shè)計，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)生器允許對每一路進(jìn)行獨立控制，大大簡化了前級MCU的I/O設(shè)計和控制策略。此外，還集成了兩路電流采樣放大器，以及標(biāo)準(zhǔn)汽車級的保護(hù)功能，如欠壓、過溫、過壓保護(hù)和故障指示等。

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

針對車窗、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)。而為了實現(xiàn)更強(qiáng)的驅(qū)動能力，就要做到持續(xù)的高電流，這對于電機(jī)驅(qū)動的功率設(shè)計是一個挑戰(zhàn)。

MPS的汽車級全橋馬達(dá)驅(qū)動（MPQ661x）是一個內(nèi)置MOSFET的H 橋馬達(dá)驅(qū)動，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】汽車級步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動（36V/0.5A）

MPQ660x是即將發(fā)布的一款汽車級步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動，該驅(qū)動器支持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，實際耐壓可達(dá)42V。

據(jù)悉，這款驅(qū)動器采用了雙全橋的驅(qū)動方式，包含兩個H-bridge，所有組件都完全集成在內(nèi)部，無需外部元器件。它以簡潔的邏輯接口和易用性為特點，并提供不同的步進(jìn)模式——步長的大小可調(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，可以實時監(jiān)測并報告各種故障或運行異常情況給上級MCU，從而提高汽車的安全性和可靠性。特別的是，該驅(qū)動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檢測技術(shù)來實現(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】汽車級三相電機(jī)驅(qū)動（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個功率管，每個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獨特的BCD工藝和先進(jìn)的瘋長技術(shù)的支持。

無感！汽車級三相無感 BLDC 電機(jī)驅(qū)動（35V/1A）

雖然無刷直流電機(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，對于需要持續(xù)長時間運轉(zhuǎn)的應(yīng)用，如風(fēng)扇和泵，無刷直流電機(jī)由于其更長的壽命和可靠性而成為必選。這得益于無刷直流電機(jī)采用電子換向，而無需像有刷電機(jī)那樣依賴可能磨損的電刷。

在無刷直流電機(jī)中，換向通常通過霍爾傳感器或無感方式進(jìn)行。MPS采用的是先進(jìn)的無感技術(shù)，該技術(shù)利用Back-EMF來檢測電機(jī)的位置，這種方法更可靠、更方便，且無需擔(dān)心霍爾傳感器的擺放位置和公差問題。MPS即將量產(chǎn)的汽車級三相無感 BLDC 電機(jī)驅(qū)動，支持3.6～35V輸入電壓，提供高達(dá)2A的可編程電流，還集成了無傳感器的FOC控制，已引起許多一級供應(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)動方案

最后的發(fā)布重磅，MPS宣布將會提供一體化（All-in-one）的智能電機(jī)驅(qū)動解決方案——MCU + 驅(qū)動器 + 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，專門針對MPS的電機(jī)驅(qū)動算法和應(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)動的應(yīng)用現(xiàn)在越來越廣泛，如果MPS現(xiàn)在只有模擬技術(shù)，而沒有數(shù)字技術(shù)，沒有MCU的話，那么在電機(jī)驅(qū)動這方面，就像一個人只用這一條腿走路一樣，是走不好的?！迸伺d卓分享到，“如果有模擬，又有很強(qiáng)功率級， 然后再加上為馬達(dá)驅(qū)動專門而生的MCU，那就兩條腿就可以又跑又跳，在電機(jī)驅(qū)動上整個能夠去做的市場就會大很多，所以基本上這就是MPS開始MCU，進(jìn)行Smart Drive布局背后的 一個主要的原因。”

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

然而這款MCU并不支持單獨售賣，我們關(guān)注的重點仍應(yīng)該是整個Smart Drive（智能驅(qū)動）方案能夠給客戶帶來的價值。

據(jù)潘興卓表示，MPS的智能驅(qū)動方案，將MCU、Firmware、電機(jī)預(yù)驅(qū)以電機(jī)功率級都集成在一起，是一個完整的解決方案。智能驅(qū)動的應(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、直流無刷電機(jī)驅(qū)動，都可以用MPS的Smart Drive來完成。

客戶拿到了MPS的Smart Drive之后，無需再去自己編些電機(jī)驅(qū)動程序，只需要在一個圖形界面中進(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)的時間，可以幫助客戶加速Time to Market。

結(jié)語

瞿松表示，每個公司能夠在市場上生存下去，并且獲得成長，都有其獨特的競爭優(yōu)勢所在。而MPS的優(yōu)勢在于將晶圓級的技術(shù)和封裝的技術(shù)都做到了極致，實現(xiàn)了多年的技術(shù)積累。尤其是像汽車這樣的應(yīng)用而言，入局門檻相對較高，更考驗技術(shù)和經(jīng)驗的儲備。此次推出的智能驅(qū)動的完整解決方案，響應(yīng)的市場需求，能夠加速客戶的研發(fā)流程。而MPS也在持續(xù)收集更多的市場客戶需求，希望能在未來能更好的 一體化 、集成化和智能化的產(chǎn)品。