TI领先技术和优势，赋能无刷电机驱动器设计

电机是驱动各类设备运转的核心部件，广泛应用于工业、交通、家电等领域。根据电流类型、结构原理以及应用场景等的不同，电机又可分为直流电机、交流电机、电磁式电机、永磁式电机，以及特种电机等。

其中，电磁式电机是依赖电磁感应实现能量转换，典型的产品包括有刷直流电机；而永磁式电机的转子采用永磁材料替代励磁绕组，可以实现更高的效率，同时减少铜损和发热，如无刷直流电机（BLDC）、永磁同步电机（PMSM）就是典型的永磁式电机。

在2025慕尼黑上海电子展期间举办的国际电机控制与驱动技术论坛上，来自TI的系统工程师Jenson Fang以题为《TI无刷电机驱动器技术和优势》，分享了BLDC电机驱动器的架构和应用，以及TI针对这一电机产品种类所具备的技术优势和一些集成策略。

电机典型应用领域及TI相应解决方案

典型的BLDC电机驱动器系统主要由四个部分组成，分别为控制器（MCU）、栅极驱动器（DRV）、功率级（MOSFET），以及电机。BLDC的主要应用领域包括工业、电气、工厂自动化和控制、楼宇自动化，以及医疗等。

Jenson Fang表示：“TI针对上述这些应用领域，都能提供相应的电机驱动方案。尤其针对家电领域，目前应用于家电领域的电机产品的一个主流发展趋势是小体积、高能效，以及静音。这些趋势也是TI目前主要研发的方向。”

如TI的DRV7308氮化镓智能功率模块(IPM)就能满足家电市场对于小体积、高能效的需求。该款IPM集成了六只氮化镓FET，凭借第三代半导体氮化镓技术，它实现了前所未有的性能突破。工程师利用这款模块可以实现99%以上的驱动器效率，显著改善电机驱动系统的发热问题。与现有的IGBT和MOSFET解决方案相比，DRV7308的功率损耗降低了50%，同时实现了业内较低的死区时间和传播延迟，支持更高的脉宽调整开关频率，从而有效减少听觉噪音和系统振动。这款IPM同时也适用于工厂自动化等领域。TI希望通过将GaN芯片应用于电机驱动中，以达到更好的性能。

此外，针对需要更静音需求的电机驱动器而言，TI也推出了全集成的电机驱动芯片，集成了包括MCU、驱动器、MOSFET器件，在实现静音需求的同时，还可实现小尺寸和高能效。

针对工厂自动化领域，对于安全有着特殊要求。这就需要具备功能安全类型的电机驱动解决方案，而且这种安全不仅仅局限于电机驱动上，也对MCU有安全的要求。TI对此也能提供相应的解决方案。

Jenson Fang表示：“医疗领域和家电领域类似，也会有小体积、高能效等要求，TI也能提供很多类似的解决方案，以满足不同领域的需求。”

汽车也是BLDC应用最广泛的市场之一。目前，汽车领域也越来越追求更高能效、更小体积，以及更高可靠性。TI针对汽车的制动系统、车窗，以及通风扇等都可提供相应的解决方案。

TI电机驱动技术优势

TI针对不同领域可以提供广泛的电机驱动产品和解决方案，同时，这些方案也具备突出的特性和领先优势。

据Jenson Fang介绍，TI的电机驱动可以分为许多不同的类型，主要有三种主流的电机驱动架构。最简单的一类就是智能栅极驱动器，如TI的DRV8x系列，它不包含任何与控制相关的逻辑，如FOC等；第二类是集成FET的驱动器，也是一种低压IPM，如TI的DRV831x系列，针对这一类产品，TI可以实现业界最高的功率等级；第三类则是集成控制相关的电机驱动器，即把常规电机所需要的控制算法集成到电机驱动芯片中，如TI的MCx系列。

以智能栅极驱动技术为例，它具有两个突出的优势，一是减少了电路板上多达12-24个无源器件，所有的外围元器件所需要的外设全部集成到芯片端，这意味着在接外置MOSFET时，无需再接限流电阻或下拉电阻等外部元器件进行保护。二是，TI在每一个MOS管上都集成了一个VDS的过压/过流检测保护电路，这样可以灵敏地检测每一个MOS管的过流状态。

集成控制优势

目前，电机驱动控制朝着集成化的方向发展，即在一个芯片中集成MCU、驱动、MOSFET、电机控制算法以及各种环路。

Jenson Fang表示：“这种集成控制有很多优势，一是功率可扩展；二是易于使用，包括无代码FOC、使用EEPROM、GUI和EVM轻松调优电机；三是集成了包括LD降压、FET、电流检测等；四是有助于缩短产品上市时间，并降低最终产品开发成本。”

同时，集成控制方案还可以节省PCB面积和BOM，如常见的70W BLDC电机应用，采用集成式栅极驱动器方案的电路板尺寸和总元件数都较之分立式方案有了很大下降，减少多达70%的布板空间。此外，集成控制方案还具有出色的控制性能。

另外，由于无传感器FOC算法性能高度依赖于电机电器和机械参数，因为电机参数可能会因制造容差、温度等多种因素产生变化，而这些变化又会影响系统性能。因此，TI开发了电机参数提取工具（MPET），通过这一工具可以智能地提取电机的电阻、电感，以及反电动势等参数，然后应用于电机驱动的FOC环路。这一工具集成在了TI的MCX芯片中。

当然，集成化的方案也会带来热方面的问题。BLDC电机驱动器中存在多种功率耗散来源，例如MOSFET开关损耗、MOSFET的Rds(on)、MOSFET的压摆率等。功率损耗增加会使器件升温，并导致器件无法按预期运行。TI通过启用降压稳压器电源时序、提高MOSFET开关的压摆率、降低PWM输出频率并将PWM调制方案配置为不连续空间矢量PWM调制，这样可以尽可能降低芯片的功率损耗。同时，通过降低PWM输出频率、将PWM模式配置为单端模式并启用ASR和AAR，可以更大限度降低芯片的功率损耗。

结语

电机作为驱动设备运转的核心枢纽，其技术演进始终紧扣效率、体积、精度与可靠性的需求，而集成化与智能化正成为产业升级的关键方向。

TI在BLDC电机驱动技术上，通过第三代半导体氮化镓技术与智能功率模块的融合，不仅提升了驱动器效率，同时简化了外围电路、缩短了开发周期，为家电的静音化、医疗设备的精密化、工厂自动化的安全化提供了适配性解决方案。

电机驱动技术正迈向“更小体积、更高效率、更智能控制”的全新时代，TI通过持续的架构创新与生态整合，让每一台电机都成为推动产业升级的动力单元，在工业、交通、医疗等多元场景中，续写电能与机械能动转换的无限可能。