电机控制方案

曲直北京配天技术有限公司电机控制
有图有真相，在公司做过PMSM的伺服驱动器，所以就手头目前有的产品简单说一下，由于近期半导体价格疯涨以及各家对代理的议价能力不同，所以参考价格可能有所出入。低成本通用伺服驱动器：这个领域基本就是菜鸡互啄、打价格战，对成本十分敏感。典型的电机控制芯片有两种方案，单颗STM32F103，视情况加或者不加一片低成本的FPGA/CPLD，加起来成本可能在15-40元，适用于单轴控制。这种方案一般在400元左右的驱动器中常见，这种驱动器也一般会存在虚标或者过载能力不足的问题。但是满足基本的FOC控制还是没问题的。

中高性能通用伺服驱动器：目前市场上主流的通用驱动器，功能性能强调对标安川、松下等日系驱动器，对对性能要求高、对功能可扩展性要求高，对成本稍微放松，比较常见的是STM32F4（或者DSP283XX）+FPGA的异构架构，总成本视FPGA的逻辑资源大小一般在70-100元，适用于单轴或者双轴方案，尤其在一拖二的情况下可以摊薄成本。

近年来势头崛起的ZYNQ-7000系列SOC，集成了双核ARM-A9和FPGA逻辑资源，两者间通过高速AXI总线互联，特别适用于多轴驱动如机器人控制中的6轴驱动。例如ZYNQ7020芯片可以胜任4-6轴的驱动控制，如果芯片总成本200元的话，则每个轴的成本控制在50元以下，对于成本不太敏感的机器人控制器来说相当划算。

当技术积累达到更高的程度，电机驱动的性能和功能达到很完善的水平，且市场占用率很高的时候，如安川和松下都采用各自流片的方案，通过定制ASIC芯片来进一步摊薄成本。

上述的架构也可以同样应用到协作机器人的关节驱动器中。大多数关节驱动器都为单轴驱动器且功能较通用驱动器有很大阉割，可以视情况减小FPGA逻辑资源或者去掉FPGA。单芯片（STM32或TI DSP）的方案在国产关节驱动器中很常见。近一年来ST很推荐用STM32G4芯片做关节电机驱动，G4的功能介绍可以参考AI电堂的视频。关节驱动器还有一个分支是做机器狗的关节，国内有几家直接照搬了MIT猎豹关节的STM32F446主控芯片。如果考虑总线通信功能如Ethercat，可以外加倍福的ET1100或Microchip的LAN9252等从站控制芯片，也可以考虑集成从站控制器的MCU，如英飞凌和TI都有相应的产品。目前各公司对新产品的态度不像前几年那么保守，愿意尝试新鲜方案和产品替代。

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作者：曲直
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控制芯片
汽车芯片的选择基本都是选择几家比较著名的公司；
英飞凌占有很大的市场份额，正式由于其控制器符合汽车电子标准，这也导致其对于大公司和产业研究院的重视，相反，如果你是小公司，或者只做几个样品类别的，基本就不用考虑这家公司了，FAE基本也不太会关注此类小公司，大客户才是王道；
飞思卡尔，老牌汽车电子厂家，在经过NXP受过后，渠道整合有些混乱，但不影响用户供求关系，NXP终究没有花大力气将飞思卡尔体系独立，在原有基础之上仅作新产品研发，这几年随着汽车电子市场逐步扩大，也积极开发新产品以适应用户需求；
ST，也有相关级别的汽车电子行业产品，其性能和可靠性在普通汽车电子行业应用也无很大问题，重要的一点是价钱便宜，价钱便宜，价钱便宜。。。。
TI，最枪手的是模拟电路应用，诸如28335系列是从变频行业移植过来，但是对于其汽车应用仍需持有保留，主流芯片都是需要过汽车等级测试，AEC-100/200等IC级验证；瑞萨，作为老牌汽车应用也有很大产品在使用，分立元件做的确实不错；。。。。其他不一一列举；综合来看，如果关注品牌的话，就选大的供应商，当然如果考虑成本的话，还是应该选择低成本方案，毕竟

作者：徐子陵
链接：https://www.zhihu.com/question/46169983/answer/192961789
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