電子發燒友網報道(文/李寧遠)電機控制是我們老生常談的話題了，今天我們仍然把目光聚焦在電機控制上。雖然話題很老，但電機控制卻一直在發展進步。在全球電機市場預計年復合增長率為6.9%左右，到2026年將會達到1691億美元。也就是說，未來，這將是一個萬億級人民幣的大市場。

電機控制的本質是控制轉速和扭矩。不論是高能效電機在汽車、電動工具還是家電領域廣泛地鋪開，還是BLDC逐步在電機應用中占領主導地位，都離不開電機控制一路的技術革新與創新。本期文章我們將視線放在TDK-Micronas旗下的HVC電機控制家族上，這個產品家族的電機控制產品不算多，但在集成上極有特色。看看在競爭激烈的電機控制領域，TDK-Micronas旗下的HVC家族性能如何。

TDK-Micronas HVC 4xyzF

Micronas是第一家將基于霍爾效應的傳感器集成到CMOS技術中的公司，在未被TDK收購前已經是傳感器與執行器領域的專家。曾有消息傳出TDK正在擴大其產品組合，已在Micronas嵌入式電機控制器中加入了可以在高溫下使用的產品。其主要應用方向為汽車，包括電動和混合動力。

總整個系列來看，HVC 4xyzF系列均使用了ARM Cortex-M3內核，集成了6個獨立的500 mA半橋驅動器和其他附加功能，都具有LIN總線接口。整個系列靈活的外設提供了通過集成高性能半橋直接控制有刷電機、步進電機(雙極或三相)或無刷 (BLDC)電機的所有方法，無需外部驅動器組件。

HVC 4422F和HVC 4222F

既然說到高溫下的應用產品，那就先看看HVC 4422F和HVC 4222F，這兩款產品是高溫應用的主力軍，唯一的不同在于HVC 4422F提供了擴展的內存大小以滿足OEM診斷要求并集成 MPU支持RTOS要求。這是該系列下工作溫度最高的兩個產品，都覆蓋了-40℃到160℃。電壓范圍覆蓋8V至18V，功率要求高達1A峰值電流。兩個系列都配置了20MHz的系統振蕩器與35kHz的看門狗。

這兩個系列根據不同類型電機的控制特性配置不同復雜的算法，如空間矢量調制(SVM)，無傳感器換向與反向電磁力(BEMF)，以及結合電流限制和失速檢測的步進算法。

兩款電機控制都集成了12位ADC用于內外部測量，2個8位DAC，以及12位的PWM模塊。為了對PWM信號做處理，另外加上了16位的定時器。從半橋驅動到閃存配置，從ADC，DAC到PWM模塊，HVC 4422F和HVC 4222F的功能肉眼可見的全面且強大。在如此高的集成下采用了小型熱效QFN40封裝，這就是我們常說的小尺寸大封裝。至于電機換向的問題，應該是最不用擔心的，作為將基于霍爾效應的傳感器集成到CMOS技術中的公司，它的傳感技術不會在電機控制技術之下。

HVC 4223F

說完HVC 4422F和HVC 4222F，再看看該系列最新的產品——HVC 4223F。HVC 4223F仍然表現出了極高的集成度，包含所有直接驅動PMSM/BLDC電機和雙極電機的步進模塊，外圍模塊和用戶定義的軟件的編程能力同樣經過優化適應各種不同驅動系統的屬性。電子器件的高集成密度需要通過目標指定的功率管理來適應熱工作條件。這款新的HVC系列就提供了許多功能，精確地匹配這種適應。

EPWM-Module(增強脈寬調制)支持不同工作模式和不同類型電機的被動和主動自由旋轉電流模式(異步/同步整流)，集成電流測量和D/A轉換器允許編程的標稱電流值(例如微步進電流控制)。輸出階段則包含了過載保護(過電壓/過電流)和診斷功能。所有集成的外圍模塊，EPWM、D/A轉換器和溫度監測都可以根據工作模式進行編程。

HVC 4223F的啟停系統很有特色，支持一種特殊的“保留模式”，與傳統的線性調節器相比，這種模式集成的開關調節器(降壓轉換器)可以最大限度地減少功率損失。對于如何減少功率損失，一直是提升電機控制效率的重難點，這個新系列給出的答案非常有競爭力。

帶電荷泵的集成N溝道MOSFET半橋、集成虛擬星點和參考電流的比較器、具有三個捕獲/比較模塊的16位自由運行計數器、增強型PWM、以及將設備直接連接到汽車板網絡的穩壓器，在各種電源管理模式優化下大大降低了電流消耗，保證了領先的低功耗。

小結

從HVC家族表現出的性能來看，不得不承認以混合信號高電壓CMOS技術開發的整個電機控制家族在集成上自成一派。更緊湊、更一體化的設計加上靈活的配置也的確打中了工業級電機應用的痛點。

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原文標題：集成風格自成一派，嵌入式電機控制TDK-Micronas HVC家族

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審核編輯:湯梓紅