上海永铭：机器人关节<span style='color:red'>电机</span>电容怎么选？空间受限与瞬时大电流下的LKZ液态铝电容方案
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上海永铭：机器人关节电机电容怎么选？空间受限与瞬时大电流下的LKZ液态铝电容方案

　　机器人关节电机控制器正朝着高集成度、高实时性和智能化方向演进，电容选型不再只是“容值够不够”的问题，而是要在性能、空间布局和轻量化之间取得平衡。在关节电机控制器电源输入端、板级供电和滤波电路中，尤其关节电机在高速、高负载工况下对瞬时大电流有显著需求，电容需要同时具备大容量储能、低ESR、耐大纹波电流和耐振动能力。　　01 总容量与电流通载不足时 ，温升、噪声和供电应需评估　　在机器人关节电机这类场景中，用多颗MLCC并联做板级滤波和瞬态储能并不少见。多颗并联可增加标称容量，但受单颗MLCC容量较小限制，整体总容量依然偏低。　　在空间受限、瞬时大电流、高频动态负载工况下，若电容组总容量和电流通载能力不足，温升、运行噪声、供电响应速度和控制精度会成为需评估项;对应可能带来发热降额、噪声、供电响应变慢、控制精度受影响，以及返修/停机风险增加等代价。　　MLCC本身应用广泛;但是在关节电机空间受限、瞬时大电流为主要矛盾的示例工况下，传统陶瓷电容受材料和工艺限制，单颗容量较小;多颗并联后的总容量和电流通载能力需结合具体方案核算。空间紧、又要扛瞬时大电流并留冗余，选型难点正在这里。　　02 产品与选型：LKZ 100V系列液态铝电容　　在机器人关节电机控制器中，常见原方案为多颗小容量MLCC并联做板级滤波和瞬态储能。本文以“48颗100V 10μF 1210封装MLCC并联”作为示例对照方案(该设定用于说明选型与测算方法，不作为具体客户事实陈述)，用于说明选型与测算。　　针对上述对照方案在空间受限、瞬时大电流、高频动态负载下的评估需求，永铭LKZ系列液态铝电解电容采用高密度材料与抗震工艺，具备耐振动、耐大纹波电流、低ESR和宽温工作能力。因为LKZ为液态铝电解电容，采用高密度材料与抗震工艺，单颗可提供100V 150μF标称容量和规格书典型纹波电流900mA;所以在示例BOM中4颗并联可达600μF标称总容量;从而减少并联器件数量和布局压力。　　注：具体参数以对应规格书和实测为准。具体选型需结合BOM、工况和整机实测核算。　　03示例测算：48颗MLCC对照方案 VS 4颗LKZ并联方案　　以“48颗100V 10μF 1210封装MLCC并联”为示例对照方案，LKZ方案按4颗100V 150μF 8×25并联(标称总容量600μF)评估。按示例BOM与结构测算，对应以下变化与评估项：　　器件数量：由48颗降至4颗，对应物料管理与布局压力评估项。　　标称总容量：按标称值由480μF提升至600μF(+120μF，约+25%)，对应板级滤波与瞬态储能评估项。　　电流承载：按标称容量与规格纹波电流评估为提升项，具体比例需按规格书与实测核算。　　空间占用：按示例项目结构测算约节省20%，对应空间布局与装配评估项。　　总体成本：按示例BOM测算口径评估下降超过60%(含器件数量、布局空间、装配管理，未含整机验证费用)，对应BOM综合成本评估项。　　供应链：国产工艺与材料方案，对应交付稳定性与自主可控评估项。　　以上为示例项目测算值;不同项目BOM、工况和结构不同，需结合实测核算。　　04工程师Q&A　　Q1：机器人关节电机空间小、瞬时电流大，原MLCC方案总容量不足、发热噪声大，选电容先看什么?　　先看有限空间内能否提供足够的总容量和电流通载能力，再看ESR、耐纹波电流和耐振动能力。可评估永铭LKZ系列100V 150μF 8×25涂膜铝壳，4颗并联标称总容量600μF，该规格ESR约0.20 Ω、纹波900 mA;上述数据可供板级滤波与瞬态储能评估，是否适用需结合整机实测核算。　　Q2：液态铝电容替代多颗MLCC，重点核对哪些参数?　　重点核对ESR、额定纹波电流、容值、尺寸、耐振动和宽温工作能力。以LKZ100V 150 μF为例，ESR约0.20 Ω、纹波900 mA;在纹波电流下，ESR约0.20 Ω对应IR压降和发热评估项，纹波900 mA对应高频动态负载下的电流通载评估项。8×25为单颗尺寸，4颗并联替代原48颗1210方案后，按示例项目结构测算器件数量由48颗降至4颗、布局压力下降;具体布局需结合结构核算。　　05关节电机电容选型要点　　1.算总容量：不要只看单颗容值，按并联后的总容量评估瞬态能量供给。　　2.看ESR与纹波电流：低ESR有助于降低发热和纹波压降，耐大纹波电流要匹配高频动态负载。　　3.看空间布局：尺寸受限时优先评估小体积大容量方案，减少器件数量和布局压力。　　4.看振动与温度：关节电机存在振动和宽温工况，耐振动、宽温工作能力要纳入选型。　　5.算综合成本：把器件数量、布局空间、装配管理和供应链稳定性一起算。　　6.看供应链：对交付稳定和自主可控有要求的项目，可评估纯国产工艺材料方案。　　在机器人关节电机空间受限、瞬时大电流、高频动态负载场景下，永铭LKZ系列液态铝电容的ESR、纹波、容量和尺寸数据，可作为替代多颗MLCC的评估对象之一;是否适用需结合BOM、工况和整机实测核算。　　如需验证上述方案，欢迎联系我们申请免费样品和Demo板测试，用真实测试数据验证您的设计。
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发布时间：2026-10-29 16:47 阅读量：297 继续阅读>>
精准驱动·稳定赋能 | 上海永铭携机器人与<span style='color:red'>电机</span>驱动电容解决方案亮相中国电源学会第二十九届学术年会：机器人与<span style='color:red'>电机</span>驱动篇
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精准驱动·稳定赋能 | 上海永铭携机器人与电机驱动电容解决方案亮相中国电源学会第二十九届学术年会：机器人与电机驱动篇

　　一、前言　　上海永铭电子将于11月6日至7日参加中国电源学会第二十九届学术年会，进驻苏州国际博览中心B1馆D21展位。现场将全面展示新能源发电与储能、电气化交通、AI服务器、机器人与电机驱动、功率器件配套五大领域电容解决方案。　　本篇将以机器人(关节驱动、控制系统、工业电源)为代表应用展开说明，其余场景的完整电容选型建议，欢迎您莅临B1馆D21展位现场交流。　　二、永铭机器人电容解决方案　　1) 关节驱动器　　机器人关节的每一次精准转向、瞬时启停，背后都有一场“看不见的电力博弈”。面对高集成化设计带来的空间挤压与实时性严苛考验，永铭电容方案在关节驱动控制器，以纹波抑制稳住电压脉搏，以瞬时大电流响应峰值功率召唤。　　2)电源模块　　电源模块作为机器人的供电“心脏”，对电容器提出了长寿命、耐大纹波、瞬态响应快及小型化的严苛要求。永铭高压铝电解电容KCM系列液态引线型铝电解电容，正是针对上述需求打造的理想电容解决方案：　　2)工业机器人：面向高负载工况的稳定驱动　　工业机器人广泛应用于自动化装配、搬运等制造场景。面对设备频繁启停、加减速及负载变化带来的剧烈冲击，永铭电容方案以强大的母线稳压能力与长期可靠性，保障高负载工况下的稳定驱动。　　三、精准驱动，稳定赋能　　机器人的每一次精准转向、每一次高负载运转，背后都离不开高可靠电源器件的底层脉搏。永铭通过 VHX/VHM 高分子混合动力铝电解、KCM 高压液态及 SW3 基板自立型等系列，构建了覆盖关节驱动 → 电源模块 → 工业机器人伺服母线的全链路电容矩阵。　　更多针对不同功率等级、不同结构设计的选型建议与实测数据，欢迎莅临 B1馆D21展位，与永铭工程师面对面交流。　　11月6日至7日，永铭在苏州国际博览中心 B1馆D21，期待您的莅临!
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发布时间：2026-10-27 15:46 阅读量：259 继续阅读>>
应对800V平台高温高频挑战，智能制造，稳定交付：永铭固液混合电容的“<span style='color:red'>电机</span>控制器”方案
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应对800V平台高温高频挑战，智能制造，稳定交付：永铭固液混合电容的“电机控制器”方案

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发布时间：2026-10-27 15:44 阅读量：243 继续阅读>>
大电流、高集成、小尺寸，纳芯微发布NSD7308系列H桥有刷<span style='color:red'>电机</span>驱动
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大电流、高集成、小尺寸，纳芯微发布NSD7308系列H桥有刷电机驱动

　　随着汽车车身、底盘、发动机和智能终端中的电机及电磁阀功能不断丰富，系统对大电流驱动的需求日益增长，这对H桥直流有刷电机驱动提出了新的挑战：传统 “预驱+外置MOS” 的分立方案不仅器件多、PCB占用面积大，而且在狭小空间内实现大电流驱动时容易出现各类问题，系统调试复杂、故障定位困难，制约了整机模块的小型化与可靠性提升。　　NSD7308系列具备40V耐压、12A峰值输出电流，内部MOS导通电阻低至84mΩ (HS+LS)，输出压摆率(Slew Rate)和输出电流阈值(Itrip)均可配置，并内置电流采样，提供全面的诊断与保护功能，包括开路/短路诊断、过流、过温、欠压和过压保护。该系列提供硬件输入和SPI输入两种版本，无论是大电流带载能力、紧凑的尺寸，还是完备故障诊断能力，均表现出色，可帮助客户简化硬件设计、提升可靠性并降低BOM成本。　　NSD7308系列提供车规和工规两种版本，车规版本满足AEC‑Q100 Grade 1标准，可广泛适用于车身电子中的有刷电机、发动机ECU阀门、空气悬架CDC等应用场景。工规版本适用于智能电器、电动工具、自动升降桌、清洗机器人等多元化智能终端设备。　　大电流驱动，具备强大带载能力　　NSD7308上下管总导通电阻仅为84mΩ，峰值输出电流可达12A，可替代传统“预驱+外置MOS”的分立方案，直接驱动中大功率的有刷电机及电磁阀等负载。　　实际对比测试表明，相较于国产同类产品，NSD7308在常温及85℃环温下均具备更优的温升表现，在高温环境下拥有更强的PWM带载能力;同时，无论直流还是PWM工况下，NSD7308的OCP触发电流阈值显著更高，展现出更强的冲击电流承载能力，为复杂负载工况下的稳定运行提供有力保障。　　1. 常温下直流带载温升测试：Ta=25℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/1, VM=13.5V)，带载后待IC温度稳定30分钟以上，使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示，温升明显优于国产友商的同类产品。　　图1 常温下直流带载5.5A的芯片温升对比　　2. 85°C环温下直流带载温升测试：Ta=85℃ (PH/EN mode, IN1/IN2=1/0, VM=13.5V)，带载后待IC温度稳定30分钟以上，使用测温枪进行IC表面温度测量。如下图示，温升优于国产友商的同类产品。　　图2 85°C环温下直流带载4A的芯片温升对比　　3. 85°C环温下最大PWM带载能力测试：Ta=85℃, PWM mode (10kHz PWM, 负载1ohm+1mH, VM=13.5V)，如下图示，最大PWM带载电流能力优于国产友商的同类产品。　　图3 85°C环温下最大PWM带载电流对比　　4. 不触发OCP的最大冲击电流测试：Ta=25℃ (15kHz PWM, 负载 2mH+1Ω, VM=25V)，如下图所示，不论是DC负载还是PWM带载，OCP过流阈值都大幅高于国产友商的同类产品。　　图4 不触发OCP的最大DC冲击电流对比　　(图中：紫色为IPROPI电压，绿色为负载电流，蓝色为OUT1电压，黄色为OUT2电压)　　图5 不触发OCP的最大PWM冲击电流对比　　(图中：紫色为IPROPI电压，绿色为负载电流，蓝色为OUT1电压，黄色为OUT2电压)　　内部集成电流采样和电流调节功能，　　减少系统面积和成本　　NSD7308集成电流采样功能，无需外部采样电阻和电流运放即可实现电流检测。结合VQFN14倒装封装技术，NSD7308可实现3mm*4.5mm的超小封装尺寸，特别适用于紧凑空间。　　NSD7308可通过IPROPI管脚，按比例输出内部MOS管的正向导通电流(即从Drain到Source的电流)。在H-Bridge模式下，IPROPI输出对应两个下管MOS电流之和的比例信号，即(ILS1+ILS2)/AIPROPI;在半桥(Half-Bridge)模式下，IPROPI输出对应两个上管MOS电流之和的比例信号，即(IHS1+IHS2)/AIPROPI。　　此外，NSD7308还集成了电流调节功能，且电流调节阈值Itrip可配置。当负载电流超过设定的Itrip阈值时，芯片会自动执行电流调节功能，抑制电机启动或堵转等工况下的过大电流，降低芯片过热风险;同时，该功能也可用于负载电流及扭矩的精确控制。　　支持多工况负载状态诊断，精准定位故障　　NSD7308支持输出端负载状态诊断，可在电机启动前或运行过程中及时发现异常，提升系统可靠性。芯片支持两种检测模式：待机模式下的负载检测(OLP)和工作模式下的负载开路检测(OLA)。　　待机模式下的负载检测(OLP)　　芯片通过配置输入引脚状态，依次使能内部上拉和下拉电阻，测量OUTx端电压，并与内部比较器的电压阈值进行比较，从而检测诊断以下异常：　　输出端对电源VM或者地GND短路(阻值<100Ω)　　全桥负载或半桥低边负载开路(阻值>2kΩ)　　半桥高边负载开路(阻值>10kΩ)　　工作模式下的负载开路检测(OLA)　　支持高边续流和低边续流两种工况，可根据不同的驱动模式和负载连接方式进行实时开路检测：　　全桥模式(Full-Bridge)： 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　半桥模式(Half-Bridge)，驱动对地负载： 芯片通过检测死区时间内低边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　半桥模式(Half-Bridge)，驱动对电源负载： 芯片通过检测死区时间内高边续流MOS管体二极管的导通压降，并与内部VOLA电压阈值进行比较，实现实时开路检测。　　封装与选型　　纳芯微H桥直流有刷电机驱动NSD7308系列现已全面量产，具备更小内阻、更大驱动电流的NSD7305系列也即将送样，产品兼具高集成度、小尺寸与高可靠性，可在有限空间内实现更大负载的驱动。
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发布时间：2026-10-22 10:26 阅读量：275 继续阅读>>
安森德丨MOS管在<span style='color:red'>电机</span>驱动中的重要作用
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安森德丨MOS管在电机驱动中的重要作用

　　电机驱动板上的很多问题，最后都会落到同一类器件上：MOS管。　　电机为什么不转?为什么发热?为什么调速响应慢?为什么一上大电流就容易烧管?表面看是算法、PWM频率或散热问题，往功率级追，往往都绕不开它的导通损耗、开关损耗和栅极驱动是否到位。　　在电机控制器里，MCU负责算法、换相逻辑和PWM运算，输出微弱控制信号;栅极驱动把信号放大为合适的Vgs和驱动电流;真正承受母线电压、完成大电流通断、把电能按节拍送进电机绕组的，是MOS管。　　所以，看懂MOS管，就看懂了电机驱动的底层逻辑。　　一、MOS管基础定义　　MOS管属于功率半导体开关器件，依靠栅极G电压来控制漏极D、源极S的导通与关断。　　开关速度快、损耗低，是逆变器、电机驱动板最基础的功率开关　　二 、MOS在电机控制中的作用　　1. 三相桥/H桥电路：6颗MOS管组成三相逆变桥，把直流母线电压逆变成三相交流电，供给无刷电机。　　2. PWM脉宽调制：MOS管高速通断，调节输出电压大小，以此控制电机转速、输出扭矩。　　3. 功率执行：承受大电压、大电流，把单片机的微弱控制信号放大，驱动电机工作。　　三、MOS的重要选型参数　　Vds漏源耐压：选型第一指标，要大于实际工作电压，预留余量。　　• Id最大持续工作电流：决定MOS管可以承载多大负载电流。　　• Rds(on)导通电阻：导通内阻，阻值越小，发热损耗越低。　　• Qg栅极电荷：影响开关速度，高频电机驱动需要低Qg型号。　　电机驱动优先选低导通电阻、高开关频率的功率MOS管。　　四、MCU单片机 VS MOS管　　• 单片机MCU：负责算法、PWM逻辑运算，输出微弱控制信号，不直接扛大电流。　　• MOS管：功率执行器件，接收MCU指令，完成大电流的通断。　　二者配合，单片机发指令，MOS管执行开关动作，才能驱动电机运转。　　五、选型实战：两款值得关注的电机驱动MOS　　前面把原理和选型逻辑讲清楚了，落到具体选型，很多工程师会问：有没有可以直接参考的型号?　　下面以安森德 ASDM 系列为例，挑出两款在电机驱动中很有代表性的互补型 MOS：一款主打低压高频，一款主打中压高效。它们都是 SOP-8 封装，适合用于电机驱动中的 H 桥或三相桥臂设计。　　1. ASDM4606S：30V互补型，低压电机驱动优选　　核心特性：　　N/P 沟道互补，VDS 30V/-30V，VGS ±20V，Vth 2.5V/-2.5V　　Rds(on)@10V：N 管 16mΩ，P 管 36mΩ　　Rds(on)@4.5V：N 管 24mΩ，P 管 57mΩ　　Id：N 管 8A，P 管 -6A　　Ciss：N 管 386pF，P 管 484pF　　Qg：N 管 5nC，P 管 14nC　　SOP-8 封装　　产品优势：　　适合 12V 低压电机，如散热风扇、云台电机、小型水泵等。　　极低导通内阻，显著降低低压大电流下的导通损耗和温升。　　4.5V 驱动下仍保持低内阻，兼容 MCU 与低压栅极驱动，简化控制板设计。　　超低 Qg 和 Ciss，适合高频 PWM，调速响应快、运行更平稳。　　互补型集成，简化 H 桥或三相桥臂设计，节省 PCB 空间。　　2. ASDM4976S：60V互补型，中压电机驱动利器　　核心特性：　　N/P 沟道互补，VDS 60V/-60V，VGS ±20V，Vth 2.5V/-2.5V　　Rds(on)@10V：N 管 25mΩ，P 管 64mΩ　　Rds(on)@4.5V：N 管 32mΩ，P 管 82mΩ　　Id：N 管 6A，P 管 -6A　　Ciss：N 管 1040pF，P 管 988pF　　Qg：N 管 5nC，P 管 14nC　　SOP-8 封装　　产品优势：　　适合 24V 中压电机，如电动工具、轻型电动车、园林工具等。　　60V 耐压为 48V 系统提供充足余量，应对电机启停和换相时的反电动势与关断尖峰。　　25mΩ 低内阻，减少大扭矩场景下的能量损耗，提升电池续航。　　5nC 低 Qg，高频 PWM 下开关损耗低，有效降低转矩脉动和噪音。　　互补型 SOP-8 封装，便于紧凑型电机控制器设计。
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发布时间：2026-10-12 11:16 阅读量：297 继续阅读>>
Powered by GD32丨兆易创新GD32F50x MCU携手睿感平台：以“无感”之力重塑<span style='color:red'>电机</span>控制可靠性标杆
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Powered by GD32丨兆易创新GD32F50x MCU携手睿感平台：以“无感”之力重塑电机控制可靠性标杆

　　在两轮、三轮电动车电机维修中，霍尔元件及其线束、接插件构成的故障链是占比最高的故障类别。霍尔损坏表现为启动失败、行驶中顿挫断力，甚至坡道溜车引发安全事故。行业并非没有尝试过无感方案，但现有两条技术路线均存在明显短板：一是传统三段式强拖启动方案，存在起步抖动、低速扭矩缺失、坡道反转风险等固有缺陷;二是高频注入方案，虽能估计转子位置，但依赖电机凸极性，而市场存量轮毂电机绝大多数为凸极性极弱的表贴式永磁同步电机，导致该方案无法适用。　　面对市场需求痛点，兆易创新联合苏州云华睿和智能科技有限公司，推出基于GD32F50x MCU的“睿感 RiseSense”无传感器电机智能控制平台，彻底解决了”霍尔传感器的“头号故障源”困境。平台以“位置与温度全算法观测”为核心架构，突破了传统无感方案在表贴式电机上的适配局限，从物理层面消除霍尔传感器与NTC温度传感器带来的故障链，面向电动两轮车、电动三轮车及存量电机升级市场，为电机控制系统带来“故障类别归零”式的可靠性跃升。　　基于GD32F50x睿感平台　　打造“无传感全感知”两轮车动力心脏　　睿感平台选择GD32F50x MCU作为核心主控，正是看中其在电机控制场景中的精准匹配。GD32F50x系列MCU搭载Arm®Cortex®-M33内核，主频高达280MHz，内置高级DSP硬件加速器和单精度浮点单元，为高频注入算法的复杂解调运算提供了充裕的算力支撑。芯片集成3个12位ADC与2个高级定时器和多个通用定时器，支持三电阻/双电阻/单电阻电流采样与高精度PWM输出，满足了双观测器无缝切换架构对采样精度与实时性的严苛要求。　　▲基于GD32F50x睿感平台架构图　　在硬件资源匹配上，GD32F50x MCU集成3个12位ADC、2个12位DAC及2个电机专用的定时器及多个通用定时器等资源，可同时完成相电流、母线电压采样与SVPWM功率驱动，满足无感FOC对采样精度和PWM分辨率的严苛要求。芯片多达3个SPI、2个I2S、2个I2C、3个USART、2个UART、2个CAN及1个USB全速接口，除了能满足不同传感器接口的对接需求，更便于对接两轮车的转把信号、仪表显示、CAN整车通信及调试接口。　　基于GD32F50x的算力底座，睿感平台实现了三大核心技术突破：　　表贴式电机的零速闭环启动。 通过多信号融合的高频注入解调技术，利用磁饱和效应引起的增量电感差异，突破了传统HFI仅适用于内置式电机的限制，使占存量市场绝大多数的表贴式轮毂电机首次实现零速闭环矢量控制——无强拖、无抖动、零反转风险，坡道满载起步不溜坡。　　全速域双观测器接力架构。 低速段采用高频注入主动激励，中高速段切换至反电动势类观测器，两者在交界转速区间加权融合、平滑交接，实现从零速到极速的全速域无盲区位置估计。　　无传感器线圈温度实时观测。 基于绕组电阻随温度变化的物理规律，在运行中在线辨识参数、结合热模型构建温度观测器，直接推算发热点温度而非外壳温度，以真实线圈温度实时调节电流限值，替代“按最坏工况一刀切”的固定降额策略。　　对整车系统应用而言，基于GD32F50x MCU的睿感创新电机方案，从电机侧省去3颗霍尔传感器、1颗NTC温度传感器及全部相关线束与接插件，直接降低BOM成本，并减少电机出线孔数量，提升整机防水可靠性。对渠道与维修端而言，依托GD32F50x MCU实现的“换控制器即复活”存量升级模式，使霍尔损坏的电机无需拆解维修即可恢复运行，显著降低售后复杂度，有效减少维修争议。　　从芯片到系统：　　GD32 MCU电机控制生态的场景化纵深　　兆易创新已构建起从通用MCU到细分场景专用产品的完整布局。GD32F50x系列MCU凭借280MHz Cortex®-M33内核、DSP/FPU硬件加速及丰富的模拟外设资源，已在工业电机控制和驱动等场景中经受验证。此次与云华睿和的合作，基于GD32F50x MCU的全无感架构，将电机中最易失效的一类传感器从物理层面彻底消除，整套驱动系统中剩余的运动部件仅有轴承，标志着GD32F50x系列MCU在电动两轮车这一存量庞大、对成本与可靠性极度敏感的市场中，找到了一个极具穿透力的应用支点。未来兆易创新将继续携手产业链合作伙伴，共同推动电机驱动系统向更高效、更可靠、更智能的方向持续演进。
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发布时间：2026-09-22 10:01 阅读量：390 继续阅读>>
上海永铭“智能智造·驱动未来”专题会议圆满落幕——聚焦机器人｜无人机｜<span style='color:red'>电机</span>驱动，全链路电容方案赋能智驱新未来
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上海永铭“智能智造·驱动未来”专题会议圆满落幕——聚焦机器人｜无人机｜电机驱动，全链路电容方案赋能智驱新未来

　　前 言　　9月16日，上海永铭“智能智造·驱动未来——2026机器人、无人机、电机驱动(电容应用)专题会议”圆满落下帷幕!　　本次会议深度聚焦机器人、无人机、电机驱动三大核心应用赛道，覆盖智慧出行、电动工具、智能家电、伺服/变频、清洁电器、工业电机等终端场景，系统分享了永铭液态铝电解电容、聚合物铝电解电容、聚合物钽电容、固液混合电容、超级电容等多品类产品在高精度控制、高功率密度、高可靠性、小型化及国产化替代方面的选型思路与解决方案，汇聚终端客户、芯片方案商及行业技术专家齐聚一堂，共探智驱新未来。　　制造为基 方案为翼　　会议上午，与会嘉宾走进永铭智能制造工业园，依次参观进料检验、超电、固态、固液混合、实验室等核心环节。从原材料筛选到成品测试，客户零距离观摩了永铭全流程自动化产线与数字化品控体系，实地考察永铭在制程能力与品质保证体系上的迭代升级。通过现场讲解与互动答疑，让客户对于永铭车规级电容从设计、生产到交付的品质保障闭环有了更直观的信任。　　议程中，永铭技术团队围绕液态铝电解电容、聚合物铝电解电容、聚合物钽电容、超级电容等核心产品线展开系统分享：　　液态铝电解电容——在高容量密度、耐大纹波、长寿命等方面的核心优势，适配工业电机、伺服/变频等场景的严苛需求;　　聚合物铝电解电容(叠层/固态/固液混合)——在小型化、超低ESR、高频响应方面的突出表现，满足高密度布局下的瞬态支撑需求;　　聚合物钽电容——应用对电容微型化、高可靠性的极致要求，分享钽电容在狭小空间内实现高容值储能的选型经验;　　超级电容——在瞬时大电流、备用电源、掉电保持等场景的关键价值，为机器人关节模组、无人机飞控提供高可靠储能方案。　　通过上述议题，永铭重点展示了覆盖无人机机器人关节驱动→电源→电调→航调→飞控的全链路电容矩阵，实现了从“应用理解”到“方案落地”的完整闭环。　　合作伙伴协同分享　　与此同时，我们荣幸特邀多位产业链合作伙伴现场分享。来自终端应用的代表围绕电容选型与终端匹配展开实战经验交流，从整机设计视角解析电容选型的核心考量;芯片方案商代表带来了主控芯片与电容高效协同的最新方案，展示芯片与电容匹配优化的实践成果;行业技术专家则分享了高压碳化硅项目的前沿进展，探讨在800VDC高压趋势下电容与功率器件的协同应用方向。　　三场分享分别从选型端、芯片端、功率端形成技术闭环，充分展现了永铭以电容为核心、协同产业链伙伴共同驱动智能智造的能力。　　结 语　　未来，永铭将持续深耕铝电解电容、固液混合电容、聚合物钽电容、超级电容在机器人、无人机、电机驱动及智慧出行等领域的应用，围绕长寿命、耐高温、高容量密度、小型化等核心应用需求，提供更贴近终端的电容选型支持与解决方案。　　再次感谢您的莅临与交流，期待我们携手共进，推动电容在智驱领域的持续突破。
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发布时间：2026-09-18 11:04 阅读量：396 继续阅读>>
智驱新纪元｜永铭2026机器人·无人机·<span style='color:red'>电机</span>驱动电容应用专题会【即将启幕】
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智驱新纪元｜永铭2026机器人·无人机·电机驱动电容应用专题会【即将启幕】

　　前 言　　当前，机器人、无人机、电机驱动产业正加速向高精度控制、高功率密度、高可靠性方向演进。每一个精密动作的背后，都离不开电容器在滤波、储能、瞬态响应环节的底层支撑　　上海永铭电子专项打造本次“智能智造、驱动未来——2026机器人、无人机、电机驱动(电容应用)专题会议”，以自动化、数字化、智能化为主线，全面展示永铭制程能力与品质保证体系的迭代升级，全程聚焦终端客户真实应用需求，搭建技术对接、深度交流、供需共赢的专属平台。　　①　　会议核心信息　　会议时间：2026年9月16日　　会议主题：智能智造·驱动未来——上海永铭2026机器人、无人机、电机驱动(电容应用)专题会议　　覆盖应用：机器人 无人机 电机驱动 智慧出行 电动工具 智能家电 伺服/变频 清洁电器 工业电机　　②　　精准对标需求 全品类电容解决方案　　【机器人关节模组·电容解决方案】以“少颗大容量”替代“多颗MLCC”　　机器人关节的每一次精准转向、瞬时启停，背后都是一场“看不见的电力博弈”。传统方案采用MLCC并联，PCB空间与成本压力大，且大电流下发热严重、噪声干扰显著。永铭推出高容量密度液态铝电解电容及车规级固液混合铝电解电容，单颗大容量设计，以超低ESR与高纹波承载能力消除发热与噪声问题。电容全面通过AEC-Q200认证，满足机器人关节高动态负载、频繁振动下的严苛可靠性要求。　　【无人机电调·电容解决方案】从引脚防熔断到毫秒级瞬态响应　　无人机电调长期面临两大痛点：大电流冲击下引脚高温熔断，以及高密度布局下空间严重受限。永铭推出液态铝电解电容方案，通过优化引线结构与低ESR设计，有效降低焊接点温升，从根源消除熔断风险;同时提供固液混合铝电解电容、混合型超级电容，兼具低ESR、耐大纹波的优势。　　【电机驱动全场景·电容解决方案】从智慧出行到工业电机的系统化覆盖　　从低速电动车、高速电摩等智慧出行领域，到园林工具、电动工具，再到伺服/变频控制器、工业电机，对电容器的高容量密度、低ESR、耐大纹波、小型化提出了一致性要求。永铭提供多系列铝电解电容器，长寿命型满足105℃/10000小时持续工作需求;耐高温型适配135℃高振动恶劣工况;高容量密度型在有限空间内实现更大容值储能。　　③　　共探行业机遇 携手共赢未来　　产品是载体，制程是根基。从精密制造到智能运营，永铭将完整呈现一颗电容从设计、生产到交付全流程的品质保障闭环——让您不仅选对方案，更看懂背后的底气。　　2026年9月16日，永铭电子诚邀您莅临本次专题交流会，与行业同仁、技术专家面对面交流，深入了解永铭品牌与产品实力，共探技术升级方向，共享行业发展红利。
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发布时间：2026-09-11 10:58 阅读量：400 继续阅读>>
ROHM丨为什么提高<span style='color:red'>电机</span>的电压时，转速会随之上升？
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ROHM丨为什么提高电机的电压时，转速会随之上升？

　　本文探讨的问题是 “为什么提高电机的电压时，转速会随之上升?”具体而言，就是当给电机绕组施加的电压升高(增大)时，为什么其转速会随之上升。这一现象看似理所当然，但其背后的原理却涉及诸多物理公式。这个问题对于深入了解电机原理非常关键，下面将为大家详细阐述。　　●问题的内容　　本次的问题源于类似下面的经历。　　这是在使用市售的小型电机时产生的疑问。当时使用的是那种只需连接电池就能转动的电机，即所谓的有刷电机。为探寻如何能提高转速，经过一番调查后得知，有一种方法是将电池进行串联。于是采用两节电池串联的方式，电机的旋转速度(转速)相较于单节电池时加快了。　　对于转速的提高，人们很容易直观的认为，“这是由于两节电池的功率(电压?)变成了原来的两倍”，但是，当深入思考电压和转速之间究竟存在怎样的关系时，就会感到困惑不解，进而希望知晓更为详尽的缘由。　　当把两节电池串联连接时，有刷电机的转速的确会上升。像这样将电池串联起来提升功率的情况，想必有人在使用小灯泡时体验过吧。当使用两节电池时，小灯泡会比使用单节电池时更亮。所以，对于电机转速上升这件事可能并不会觉得有什么奇怪的。然而，并非所有电机都遵循这一规律，事实上，有的电机即便提高电压，转速也不会改变。比如说步进电机和感应电机就是转速不会随着电压的升高而上升的电机。另外，转速会上升的电机是有刷电机和无刷电机。那么，这些电机之间的区别是什么呢?下面我们首先从这一点切入，开始讲解。　　转速不变的电机与转速可变的电机之间的区别　　当改变电压时，转速不变的电机与转速可变的电机在旋转磁场的控制策略上存在差异(※在此处的说明中，“控制策略”可能比“控制方法”更为恰当)。　　转速不变的电机，是通过控制使磁场旋转的速度，使转子跟随该磁场转动，从而驱动电机运行。下面我们借助下图来对这类电机的具体运行动作进行说明。该图是步进电机的运行示例。　　首先，假设控制电路在图中1的位置处形成了一个电磁体(绕组磁场)。此时，转子就会像被该电磁体吸引一样开始旋转。绕组磁场会在位置2处等待转子跟进，但实际上并不是确认转子是否已经完全跟上，而是在预估 “转子差不多该跟进到位”的时间点，切换电磁体，将磁场旋转到位置3。若转子在图中位置2阶段已完成跟进，当状态进入位置3时，转子又会被电磁体吸引而开始转动。步进电机正是通过不断重复上述动作实现持续运转的。因此，电机的转速取决于旋转磁场的速度。　　在此我们探讨一下，例如若提高施加在绕组上的电压会怎样呢?在这种情况下，由于电磁体的磁力会增强，这使得转子能够更迅速地跟进。然而，即使转子能够很快的跟进，若电磁体的磁场不动，转子便无法进一步转动。因此，相较于电压较低的情形，下图中2和4的状态会持续更长时间，而电机的转速仍然是由磁场的转速所决定的。　　感应电机的运行方式与上图所示略有不同，通过使磁场旋转，转子会滞后地跟随(一边滑动一边跟随)，所以可以说旋转磁场的速度决定了感应电机的转速。　　另一方面，转速可变的电机则根据转子的位置来调整电磁体的磁场旋转，形象地说，当转子接近时，磁场随即远离。此类电机的运行方式如下图所示。为便于与上述转速不变的电机进行对比，该图以两相全波无刷电机的运行情况为例。　　当转子处于图中的位置1时，无刷电机的控制电路会检测其位置，并在图中相应位置形成电磁体。电磁体的形成会吸引转子靠近。接着，控制电路会在转子跟上之前，将电磁体磁场移至位置2。由于电磁体磁场远离转子，转子就会持续追赶。当转子接近位置3时，磁场再次移动。由于无刷电机不断重复这一运转过程，所以电机的转速取决于转子跟随的速度。首先，这种控制方法就是电机转速变化的因素之一。　　接下来，我们来探讨一下提高绕组电压会对电机产生什么影响。这个问题稍微有些复杂。简单来说，当电压升高，电磁体的磁力增强，转子追赶磁场的速度也会加快，从而导致转速上升。然而，仅这样解释就与 “功率增加导致转速上升”的解释并无太大区别了。因此，我们希望在这里进行更深入的探讨。　　需要注意的是，本文讨论的问题是有刷电机相关的，有刷电机与无刷电机不同，其结构是让电磁体旋转。尽管如此，由于电磁体切换的动作等与无刷电机相同，所以和无刷电机一样，其转速也会随着电压的变化而改变。　　电机的转速是如何确定的?　　如前所述，转速会随电压变化的电机，是旋转磁场会根据转子的运动而变化的电机。这里假定这种旋转磁场的变化是自动进行的。基于该前提，我们在此仅简单探讨一下作用于转子的力，以及该力与转子转速之间的关系。　　由此可知，作用于转子的旋转力(转矩)是由施加的电压和电机的转速共同决定的(因为转矩与电流成正比，而该电流是由施加电压和感应电压等计算得出的，感应电压又与角速度(转速)成正比)。　　那么，仅凭这个关系式还无法解释施加的电压与转速之间的关系。接下来，我们将对该电机转矩与转速之间的关系进行解说。　　首先，关于作用在物体上的力(F)与速度(v)之间的关系可以用以下两个公式来表示，想必很多人在物理课上都学过。第一个公式是力和质量(m)产生加速度(a)，第二个公式是加速度的积分得到速度。　　这一点对于旋转体同样适用。旋转力(T)与角速度(ω)之间的关系，可以用以下两个公式来表示。由旋转力(转矩)和转动惯量(J)会产生角加速度(α)，对角加速度进行积分即可得到角速度。　　对于电机而言，如果给电机加上诸如螺旋桨(风扇)等负载，为驱动该负载所需的负载转矩(TL)就会从旋转力中减去。所以，在此我们将包含负载转矩的以下两个公式，视为描述电机的旋转力(转矩)与转速之间关系的公式。　　至此，用于说明施加电压与转速(角速度)之间关系的公式已具备。接下来，我们将运用这些公式来阐述转速是如何确定的。　　首先，当转速确定时，意味着转速(角速度)不再发生变化。从上述公式(E)可知，这种状态表示角加速度变为零。根据公式(D)，当转矩与负载转矩值相等时，角速度为零。产生转矩的公式可以通过结合公式(A)、(B)和(C)得到的公式(F)来表示。观察公式(F)，可以理解为转矩是通过分子部分(Vin-Ke・ω)进行调节的。　　基于上述内容可知，例如当施加某一特定电压时，电机的转速会达到一个使电机产生的转矩与负载转矩相等的值。由此可知，当施加电压发生改变，转矩也会随之变化，进而转速会相应改变，直至再次达到转矩与负载转矩相等的稳定状态。这便是电机转速如何确定的答案。　　基于上述结论，我们回到最初的问题，尝试解释为什么将电池数量增加至两节时电机转速会提高。前提是螺旋桨负载与转速的平方成正比，同时假设常数Kt、Ke、Z等均为1。　　在公式(F)中，假设使用单节电池时，施加电压是1.5V，那么在转速为1.0时，转矩与负载转矩达到平衡。当使用两节电池时，施加电压变为3.0V，如果转速仍然保持在1.0，那么转矩将变为2.0，这就导致转矩与负载转矩不再平衡。由于此时转矩大于负载转矩，因此电机将开始加速(公式(D))。随着转速的增加，转矩会减小，而负载转矩会增加。最终，当转速达到1.65时，转矩与负载转矩再次达到平衡，电机运行趋于稳定。　　另外，或许有人会想：“如果负载转矩的常数不是0.5，而是更大的话，还能断言转速一定会增加吗?”对于螺旋桨负载的情况，是可以这样断言的。因为当施加电压升高使得转矩增大时，为了使转矩与负载转矩达到平衡，唯一的途径就是提高转速。　　将这些公式绘制成图形，会更易于理解。图中，纵轴表示转矩，横轴表示转速。将各常数带入转矩公式后得到T=−Aω+BVin，其图形为一条向右下方倾斜的直线。Vin改变时，该直线会平移。负载转矩公式中，若将常数设为C，TL=Cω2，其图形为二次函数曲线。这两条曲线的交点即为电机实际运行时的转速和转矩。　　当施加电压(Vin)发生变化时，两条曲线的交点会随之移动，转速(ω)也随之改变。从图中可以看出，当施加电压升高时，转速也会相应升高(ωa1→ωa2、ωb1→ωb2)。　　至此，关于“为什么电机在提高电压时，转速会随之上升?”这一问题的讲解就结束了。　　本文的关键要点：　　・能根据转子运动产生旋转磁场的电机，其转速会随电压的变化而改变。　　・电机的转速会在电机转矩与负载转矩相等时趋于稳定。　　・由于电机转矩与施加电压和转速相关，因此当电压升高时，转速也会随之上升。
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发布时间：2026-09-01 15:29 阅读量：843 继续阅读>>
ROHM课堂丨什么是无刷<span style='color:red'>电机</span>驱动器
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ROHM课堂丨什么是无刷电机驱动器

本文将从技术角度出发，对三相无刷电机的电机驱动器的作用、种类和规格进行介绍。通过本文，您可以学习到电机驱动器选型所需的基础知识。“什么是无刷电机驱动器”面向的是那些“想要尝试使三相无刷电机运转”以及想要了解“电机驱动器是什么？”的电机初学者，介绍使无刷电机运转所需的电机驱动器究竟是什么、有哪些种类及其各自的特点等电机驱动器的基础知识。本文所介绍的是在选择和使用电机驱动器时需要预先掌握的知识，推荐那些为了理解电机驱动器的特点和规格而想要学习所需基础知识的读者阅读。另外，如果想了解电机转动的原理或者为了使其转动需要做什么等电机的基础知识，请先参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“初识电机”。“什么是无刷电机驱动器”的内容对三相无刷电机的要求电机驱动器的作用电机驱动器的结构（形态）控制器（通电波形）控制器（位置检测和控制功能）功率晶体管栅极驱动器用途和特点电机驱动器示例最后下面，首先介绍一下“对三相无刷电机的要求”。对三相无刷电机的要求电机被用于驱动从工业领域到车载、家电、玩具等领域的各种产品。因此，电机通常需要满足“效率”、“振动噪声”、“控制性和易用性”、“可靠性”和“成本”等方面的要求。本文所讨论的三相无刷电机（以下简称“无刷电机”或“电机”）能够全面且高水平地满足这些要求，因此近年来得到了广泛应用。下面对这些要求进行逐一介绍。效率这里的效率是指电机输出相对于输入（功率）的比例。高效率电机可以说是一种损耗较小、有助于实现节能的电机。振动噪声如果电机产生的转矩存在脉动，就会引起振动。当该振动传递到电机的配套设备上时，可能会产生噪声。另外，电机本身也可能发出声音。对于要求静音性能的设备，通常会配备低振动、低噪声的电机。控制性和易用性这里的控制性是指对目标旋转工作和转速进行调节的便捷性、响应敏捷性以及对指令的跟随能力。电机不仅要能转动，还需要控制转速和转矩。另外，其控制的指令的易操作性、自动化程度、变动范围等，将电机安装到设备时的简便性也备受关注。可靠性可靠性要求电机不易损坏、特性不发生变化、不发生误动作，也不会危险运行。对于电气噪声和电磁噪声，不仅需要电机具备承受噪声时的耐受能力，而且其发出的噪声也必须在容许范围内。成本成本是指原材料费用和零部件价格，而减少材料用量和零部件数量也是关乎环保措施的重要考量。电机的设计需满足其配套设备的性能要求。但是，若要使包括成本和资源在内的所有项目都达到非常高的水平是很困难的，或者也可以说是性能过剩。通常，性能要求是有优先级的，并且该顺序会根据配套设备的不同而有所变化。因此，设计人员需要在掌握包括电机在内的整个配套设备的基础上进行设计。电机的性能是由机械性能（这里指由磁铁和铁芯等材料和结构决定的电机性能）和控制性能（由电机驱动器的功能和特性决定的电机性能）两者共同决定的。电机驱动器之所以存在多种类型，可以说是因为电机驱动器会影响电机特性，并且在进行整体设计时，对其要求也会发生变化。接下来我们将在上述内容的基础上，介绍电机驱动器的作用。电机驱动器的作用无刷电机是通过电路对线圈施加电压或电流来生成基于线圈（电磁铁）的旋转磁场的，因此是一种必须使用电路（电机驱动器）的电机。这种旋转磁场的生成是最基本的工作。除此之外，电机还要求具备下图所示的性能和功能。为了实现这些性能和功能，电机驱动器承担着如下所述的作用。电机驱动器能够自由调节输出的电压值，利用这一性能，不仅可以进行电机的输出调节，还可以通过抑制转矩脉动提升静音性能、通过调整电压施加时序来减少损耗以高效获取转矩的控制、抑制旋转波动的转速控制以及支持在无法安装位置传感器的环境下的无传感器控制等。上述作用仅为部分示例。此外，实现这些作用的手段也多种多样。因此，在选择电机驱动器时，需要同时了解所需的功能及其实现方法。接下来，我们将介绍承担这些作用的电机驱动器的电路结构。电机驱动器的结构（形态）电机驱动器的基本电路结构如下图所示。电机驱动器向电机线圈供电的作用是通过名为“功率晶体管”的电子器件来实现的。功率晶体管是指能够处理较大功率的晶体管。下图展示的是N沟道MOSFET的电路符号，但有时也会使用P沟道MOSFET、IGBT（N沟道或P沟道）或双极晶体管（PNP或NPN）。该功率晶体管连接电源，起到电气开关的作用。与电源正极相连的功率晶体管被称为“上臂晶体管”或“高边晶体管”等。与负极（接地端或Gnd端）相连的功率晶体管被称为“下臂晶体管”或“低边晶体管”等。通过高边和低边晶体管的任意一个导通，来决定施加到线圈上的电位。三相无刷电机通常使用3对（共6个）功率晶体管。负责控制这些功率晶体管导通和关断的是控制器。通常采用IC（集成电路：Integrated Circuit，此处指不使用软件的控制器）或微控制器（Microcontroller，此处指使用软件的控制器）。控制器在考虑转子位置和从外部来的指令的同时，决定施加给线圈的电压，并生成功率晶体管的导通和关断指令信号（下图是使用霍尔元件确定转子位置时的电路示意图，霍尔元件安装在能够检测转子磁通量的位置）。除了这些电路之外，还会使用连接控制器和功率晶体管的栅极驱动器。栅极驱动器的主要作用是将来自控制器的指令信号的电位和极性，转换为足以使功率晶体管工作的电位、极性和电流量。这些电路的详细说明将在后文阐述。这些电路模块以下表所示的单一功能或复合功能的形式被集成到IC中。因此，电机驱动器就是由其中一个或多个IC组合而成的。组合方式需要从易用性、设计变更的灵活性、封装尺寸、电路板上的布线数量（难易程度）、外围电子元器件的数量、每个电路模块的耐压差异和温升（散热效果）等角度综合考虑，因此，无法一概而论哪种组合方式更为优越。关于下图所示结构示例的特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“Sugiken老师的电机驱动器课堂”的“第10集 电机驱动器的结构”。这里先介绍一下施加在电机驱动器各电路模块上的电压。首先，施加于无刷电机线圈上的电压会受到电机机械模块特性的影响。有的电机仅需低至3.3V的电压，有的则需要高达340V以上的电压。为了在线圈上施加该电压，功率晶体管需要具备更高的耐压。驱动该功率晶体管的栅极驱动器电路，会承受与功率晶体管同等或更高的电压。例如，为了使高边的N沟道MOSFET导通，需要比施加在功率晶体管上的电压更高的电压。与上述两个电路模块不同，控制器不依赖于电机特性，且通常在相对较低的电压下使用。基于以上原因，施加到电机驱动器上的电源电压，有时会使用高电压和低电压两个系统，有时也会仅使用一个相对较低的电压系统。这种电压差异也是判断电路模块的结构（是采用一体化封装还是多个元器件组合）的依据之一。另外，施加在电机线圈上的电压大小是综合考虑配套设备的电源环境、功率转换效率、线路的容许电流、电机特性和可靠性等因素进行设计的。下面介绍一下各个电路模块规格的主要特点。控制器（通电波形）无刷电机的电机驱动器中，通电波形是需要关注的规格之一。这里的通电波形是指施加在线圈上的电压波形。无刷电机通过这个施加的电压使线圈中流过电流，并产生旋转磁场。该旋转磁场的工作会影响电机的输出转矩，因此通电波形可以说是一项非常重要的规格。该通电波形是由控制器生成指令，并通过导通和关断功率晶体管而产生的。因此，配备了控制器模块的电机驱动器器件会标明通电波形的规格。下图展示了电机驱动器的基本通电波形。120度通电是指将通电模式的一个周期设为360度时，在120度的区间内高边导通或低边导通，在60度（两处）处于关断状态的通电波形。有时也被称为“120度矩形波”。从控制电路的角度来看，这种通电波形生成相对简单，但输出转矩存在脉动。150度通电是指在150度的区间内高边导通或低边导通，在30度（两处）处于关断状态的通电波形。有时也被称为“广角通电”。这种通电波形的控制电路比较复杂，但比下述的正弦波通电更易生成，并且具有能够抑制输出转矩脉动的特点。此外，为了进一步抑制转矩脉动，也有不采用单纯的矩形（方形）而改变形状的通电波形。这种波形有时也被称为“梯形波通电”等其他名称。正弦波通电呈正弦波形状。有时被称为“180度通电”，但可能与180度矩形波（本文未详述）混淆，因此需要确认。这种通电波形的控制电路更为复杂，但电流波形为正弦波，理论上可以消除转矩脉动。这里介绍一下可称为通电波形生成基础技术的PWM控制。PWM控制称为“脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation）”，是调节施加电压的方法之一。通过调节规定时间内高边和低边功率晶体管的导通和关断比率，将期望比例的电源电压作为平均电压施加到线圈上。例如，规定时间设为50us，其中40us为高边导通，10us为低边导通，则平均电压为80%。此外，高边和低边功率晶体管的导通和关断工作有多种类型。有根据比率使高低边互补导通的方式（一方导通则另一方关断，但需设置死区时间），有仅导通和关断高边而低边保持关断的方式，以及相反的高边保持关断而仅导通和关断低边的。关于这些控制的特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”内的另一篇文章“电机相关术语集”中对“互补PWM”、“单边PWM”、“死区时间”等术语的详细解说。使用这种控制方法，可以在120度通电方式下调整施加电压的大小。另外，若在360度的区间内使比率呈正弦波规律变化，就可以实现正弦波通电（这也是正弦波通电的控制电路更为复杂的原因之一）。上述正弦波通电的波形呈正弦波形状，但正弦波通电还有其他的通电波形。下图所示的双相调制正弦波，是大多数正弦波通电规格的电机驱动器IC所采用的波形。图中展示了施加到无刷电机U相和V相线圈的电压波形，以及U-V相之间（线间）的电压波形。双相调制正弦波虽然每相的电压不是正弦波，但线电压为正弦波。与常规正弦波（纯正弦波）相比，其特点是通过PWM控制使功率晶体管的开关范围较窄（降低开关损耗），并且可以增大线间电压的振幅（提高电压利用率）。对于正弦波通电，波形的分割数（分辨率）也是一项规格指标。这里的分割数是指360度内波形变化的次数（见下图）。分割数越多，正弦波形越平滑，但控制电路也越复杂。此外，即使分割数很多，也无法生成超出前述PWM控制的每个脉冲所能实现的施加电压比率的性能波形。控制器（位置检测和控制功能）用于无刷电机的控制器，因转子位置检测方法、指令规格以及内置控制功能等的不同而存在多种类型。本节将对以下项目进行介绍。位置检测通常，控制器通过确定（考虑）转子位置来生成通电波形。该转子位置的检测主要有两种方法，一种是使用霍尔元件，另一种是检测感应电压。后者由于不使用直接的位置检测传感器，因此被称为“无传感器”。关于霍尔元件的工作，请参阅前述“电机相关术语集”中的“霍尔元件和霍尔IC”词条。关于通过感应电压确定转子位置，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”中的另一篇文章“电机疑问解答专区”的“为什么可以通过感应电压知道转子的位置”一文。由于该规格的差异，控制器的信号输入引脚的数量会发生变化。下图是引脚的示意图。使用霍尔元件的控制器有6个或3个输入引脚，无传感器控制器则没有用于输入霍尔元件信号的引脚（有时会设有用于输入电机线圈电压的引脚作为替代）。使用霍尔元件的控制器之所以有两种，是因为使用了霍尔元件的电子元器件有两种不同的类型。这里，我们将其中一种称为“霍尔元件（作为电子元件的名称）”，另一种称为“霍尔IC”。霍尔元件是一种将作为磁检测元件的霍尔元件的输入输出直接当作4个引脚进行连接的电子元件。在下图的①和③引脚间施加电压使电流流过时，根据穿过IC的磁通量，在②和④引脚上会出现如图所示的电压。通常，在采用霍尔元件的控制器中，会将这两个引脚的电压差作为磁通量检测结果使用。因此，这种规格的控制器为U、V、W各相均准备了P和N两个输入引脚（见上图）。霍尔IC是将作为磁检测元件的霍尔元件的输出电压，通过IC内部电路进行信号处理，使其输出High和Low两种电位的电子器件。由于输出信号只有1个，因此采用霍尔IC规格的控制器的信号输入引脚为3个。（霍尔元件和霍尔IC等名称仅为示例，引脚名称也可能采用数字或+/-，如H1+、H1-或H1、H2等）使用霍尔元件（电子元件）规格的控制器，有时也支持使用霍尔IC。此时，在空着的输入引脚上输入基准电压（例如，如果向HUP输入High电压5V、Low电压0V的霍尔IC信号，则向HUN输入2.5V等）。但是，控制器引脚对输入电压范围是有规定的，因此使用时需要进行确认。另外，在采用霍尔元件的控制器中，也存在仅使用1个或2个霍尔元件的规格型号。在无传感器方式中，通过检测感应电压的相位来确定转子位置（虽然还存在其他无传感器方法，但本文仅对感应电压检测进行说明）。感应电压可以在电机处于旋转状态且目标线圈没有电流流过时，作为线圈引脚的电压被检测到。因此，如果线圈引脚本来就已经连接到电机驱动器，则无需其他的信号输入引脚。对于采用检测感应电压方式的无传感器控制器，需要确认以下两种情况的规格：电机未旋转时的应对策略（未产生感应电压时的应对），以及为了检测感应电压必须使线圈电流为零的应对策略。特别是前者的电机旋转启动方法和后者的正弦波通电时的通电波形均因控制器不同而有所差异，因此需要根据应用需求选择更合适的控制器。另外，在正弦波通电的控制器中，有时会标注名为“全正弦波”等的通电方式。这一表述是指相较于因检测感应电压而导致正弦波波形畸变的无传感器电机驱动器（控制器），这种控制器的通电波形能够保持正弦波形状而不产生畸变。指令控制器接收的指令信号包括输出电压大小、转速等调整值的指令。该指令信号主要有3种规格，分别是模拟电压、使用脉冲的High/Low比率（Duty）指令的脉冲信号和使用频率（周期）指令的脉冲信号。以下对各个信号分别进行介绍。・模拟电压指令控制器接收电压值作为指令。通常会设定指令电压值的上限值和下限值，通过该设定值与指令电压值的相对比较来决定指令信息。例如，上限值为5V、下限值为1V的规格情况下，将1V以下的指令视为0，5V以上的指令视为100（%），其间的值按比例决定。这种情况下，输入3V则为50（%），输入4V则为75（%）等。如果这是输出电压大小的指令，那么通常驱动电路会在输入3V时输出50%的电压，输入4V时输出75%的电压。如果是转速指令，则需要确认控制器等的产品规格书中记载的指令值与转速关系的特性数据（图表等）后再使用。・Duty脉冲指令接收Duty脉冲作为指令。这里的Duty脉冲是指在下图所示的一定频率的脉冲信号中，High所占比例发生变化（High与Low的比率发生变化）的信号，该比率即为指令。识别信号High和Low的电压电平（阈值）以及可输入频率的范围需确认所使用的控制器的产品规格书等。如果这是输出电压大小的指令，那么通常指令的比率会直接反映出来。如果是转速指令，则需要确认控制器的产品规格书中记载的指令值与转速关系的特性数据（图表等）后再使用。・频率脉冲指令接收频率脉冲作为指令。这里的频率脉冲是指在下图所示的脉冲信号中频率发生变化的信号，其频率即为指令。有时会将该频率转换为0到100的指令，用作输出电压大小或转速指令，但通常的控制方式是直接将此频率脉冲指令与电机的转速信息脉冲进行比较。具体来说，是将控制器生成的电机转速信息信号（频率根据电机转速变化的信号，由霍尔元件信号等生成）与指令信号的频率（周期）进行比较，控制电机转速使其与指令信号频率一致的方式。要掌握指令信号频率与实际电机转速的关系，需要确认控制器的产品规格书和电机的规格（极数等）。除了这些之外，有时也使用数据通信作为指令。控制功能本节简单介绍一下控制器中配备的各种控制和功能。・转速信息输出在装有电机的设备中，有些会利用电机的转速信息来实现电机控制。对于这类设备，控制器会输出名为“FG（Frequency Generator）”的信号作为转速信息。FG信号是一种频率（周期）随电机转速而变化的信号。控制器通常输出采用单个霍尔元件信号（见下图）生成的信号（例1）或输出对三个信号进行处理后的信号（例2），也有些控制器可以在两者之间进行选择。以此方式生成的FG信号，电机每旋转一周的脉冲数会因其极数不同而不同。对于4极电机，每旋转一周的脉冲数为2个或6个脉冲；而对于8极电机，则为4个或12个脉冲。如果电机的配套设备所能应对的电机每旋转一周的脉冲数是固定的，那么要使用极数与此不匹配的电机，就需要设法改变FG信号的频率。有些控制器还具备该信号频率的转换功能。・保护功能控制器具有保护电机驱动器和电机的功能。下表列举了几种保护功能的示例。这些功能用于检测需要保护的状态或异常状态，并执行关断功率晶体管等工作。保护功能名称有时会有不同的叫法，因此不能仅凭名称来判断，还需要了解其内容。保护功能内容主要工作电流限制（抑制）限制（抑制）流过晶体管和线圈的电流调整输出电压过电流限制流过晶体管和线圈的最大电流关断功率晶体管，在一定时间或PWM周期后恢复过热限制电子元器件的温度关断功率晶体管，复位控制器部分动作，待温度下降后恢复低电压监测电压是否低于电路的工作电压关断控制器或栅极驱动器动作，电压上升后恢复过电压监测电压是否超出电路的使用范围关断功率晶体管，电压下降后恢复堵转（锁定）监测电机是否处于停转状态关断功率晶体管超速监测电机是否超过规定转速关断功率晶体管，转速下降后恢复霍尔异常监视霍尔信号是否有异常关断功率晶体管外部输入接收来自外部（其他电路）的工作停止信号关闭控制器的工作，并关断功率晶体管・旋转方向切换在保持转子位置检测用霍尔元件的安装位置固定（不变）的情况下，改变电机旋转方向的功能。即使输入给控制器的霍尔元件信息（N极和S极）相同，只要切换旋转方向的设置，线圈产生的电磁铁的磁极就会发生变化，从而使电机产生反向转矩。这里虽以霍尔元件规格的工作为例进行说明，但无传感器控制器中也有该功能。另外，实际电机是顺时针旋转还是逆时针旋转，取决于线圈和电机驱动器的连接方式以及霍尔元件的安装位置。・超前角控制无刷电机通过持续在与转子位置对应的合适角度产生旋转磁场（由电磁铁产生的磁场），以获得更大转矩。如果这个角度存在偏差，即使电磁铁大小相同，所能获得的转矩也会降低。这意味着输出功率相对于输入功率的下降，从而导致效率降低。因此，控制器通过确定转子位置来调整施加在线圈上的电压时序。但是，在实际使电机转动时，由于电枢反应和线圈电感，会产生电流延迟。补偿这种影响的功能就是超前角控制。由于该控制会使时序从初始的通电时序向比相位更超前的方向变化，因此被称为“超前角”（使角度提前）。这种因电枢反应和电感引起的电流延迟，会随电磁铁磁力的大小和电机转速的不同而变化，因此通电时序的提前量也需要相应进行调整。关于调整的规格，有多种方法。一种是控制器从外部接收超前角值指令的方法（直接指令）。此外，还有控制器利用转速、电压指令和电流大小等物理量来决定超前角值的方法（比例调整）。由于相对于物理量的更优超前角值因电机而异，因此有些控制器支持比例系数的设定。另外，比例的形式除了简单的线性比例外，也有从某个值开始改变比例系数，或进行二次比例的情况。还有一些控制器无需这些繁琐操作，能自动进行超前角调整（自动调整）。要实现这种方法，需要检测电流相位。・速度控制至此，我们主要介绍了电机驱动器（控制器）接收输出电压指令，并向电机线圈施加指定电压的工作原理。另外，前文也提到通过输出FG信号（转速信息信号），使电机的配套设备能够实现转速调节，但部分电机驱动器的控制器内置了该转速调节功能。此类控制器接收转速指令后，会与电机的转速信息进行比较，并自动调节输出电压。需要注意的是指令转速可能存在上限值和下限值。・待机控制器在电机停转时仍保持电路运转，以便接收指令并启动控制工作。此时，电路中仍有电流流过，消耗电力。为了降低这种待机时的功耗，有些控制器具有停止部分电路工作的功能。该功能被称为“待机功能”、“降低待机功耗模式”或“节能功能”等。・软启动当电机驱动器的工作及电机处于停止状态时，如果接收到高电压指令（如100%输出电压指令等），高电压施加到线圈上会导致电流急剧开始流动。该电流的增加若引发过大转矩，可能会产生噪声和剧烈振动。防止这种情况发生的正是软启动。软启动是在电机启动阶段抑制电流急剧上升，使其逐渐增大的功能。・短路制动短路制动是指在电机旋转期间将线圈短路（电气连接），使生成负转矩的电流流过的状态。该功能通过导通所有高边功率晶体管或所有低边功率晶体管来使线圈短路。通常，与将所有功率晶体管关断以停止电机驱动相比，短路制动能使电机更快停止旋转。下图展示了转子位于图示位置的瞬间，线圈中流过的电流、电磁铁以及生成转矩的方向。当所有低边功率晶体管导通时，会流过与正常驱动方向相反的电流，电磁铁的极性也反转，从而生成负转矩（转子停止旋转方向上的转矩）。另外，关于短路制动的更多信息，请参阅前述“电机相关术语集”中的“短路制动”词条。至此我们介绍了与控制器相关的规格和功能。实际使用的控制器通常会配备上述部分规格和功能。在转动电机时，需要从这些控制器中选择符合应用需求的型号。功率晶体管在电机中，功率晶体管用于向线圈施加电压并流过电流。因此，其指标包括可施加的电压、可流过的电流、流过电流时的损耗以及导通和关断的开关速度（SW速度）。下图是电机中常用的功率晶体管的种类和特点。双极型（双极结型晶体管）是一种通过使基极流过电流来实现导通状态的电流驱动型晶体管。导通状态下的损耗包括VCE（集电极-发射极间的电压）乘以集电极电流所得的功率和基极电流的功率。这是历史悠久的基础型晶体管，但由于无法进行高速开关，故不适用于PWM控制，近年来此类晶体管已经很少被电机应用采用。MOSFET是通过给栅极施加电压来实现导通的电压驱动型晶体管。其损耗为导通电阻（RON）乘以漏极电流的平方所得的功耗。该晶体管的优点是无需持续向栅极提供电流且开关速度快，缺点是当漏极电流增大时，损耗会呈平方级增长。IGBT是一种兼具双极晶体管和MOSFET优点的晶体管。由于是电压驱动，栅极电流消耗较低，损耗仅与电流的一次方成正比。缺点是开关速度中等。近年来，以RON×电流与VCE的大小关系为分界点，在小电流应用中多采用MOSFET，而大电流应用中则多选用IGBT。接下来，我们以MOSFET为例说明电机中功率晶体管的结构。MOSFET有两种规格，分别被称为“N沟道（N型）”和“P沟道（P型）”。这两者在原理上的区别可以说是在于电流通过电子流动还是通过空穴（Hole）流动。由于这一差异，N沟道MOSFET的规格是相对于源极引脚（S），向栅极引脚（G）施加高于阈值的电压来使MOSFET导通；而P沟道MOSFET的规格是相对于源极引脚，向栅极引脚施加低于阈值的电压来使其导通。另外，如果要使N型和P型具有相同大小的载流特性，通常N型可做到比P型更小的尺寸。这也受是使用电子还是空穴的影响。在无刷电机的电机驱动器中，低边MOSFET通常采用N型。原因是低边MOSFET的源极电位是Gnd（接地）电位，生成栅极指令电压相对容易，并且如上所述，N型比P型尺寸更小。高边MOSFET既有采用N型的也有采用P型的。两者都会使用的原因是若使用N型，可以与低边MOSFET的特性保持一致（也能实现更小尺寸），但维持导通需要高于功率晶体管所连接电源（V）的电压；而若使用P型则无需高于电源（V）的电压，但相对于N型的尺寸更大（或者特性会改变）。从外部供给电机驱动器电路的电源，通常以功率晶体管所连接的电源电压为更高。因此，是否需要该电压以上的电压便成为关键选择之一。另外，施加在电机线圈上的电压及电流会因电机的配套设备和电机的特性而有所不同，因此需要选择能够满足电机所需电压和电流规格的功率晶体管。栅极驱动器栅极驱动器是将来自控制器的指令信号传递给功率晶体管的电子元器件。下图是高低边均为N沟道MOSFET时的信号示例。控制器输出Low为0V、High为5V的指令信号。仅凭此信号无法直接导通和关断高低边MOSFET。如前文所述，N沟道MOSFET需要相对于源极施加阈值以上的电压，而高边MOSFET的源极电压有时会达到电源电压（下图中的VM）。在下图中，栅极驱动器将低边指令信号的振幅提升至VCC。该VCC需设定为远高于MOSFET阈值的电压。此外，使高边MOSFET导通的电压需达到VM＋VCC。通常，栅极驱动器的输出能力，即其能提供和吸收的电流量，比控制器的输出能力要大。这是因为MOSFET的导通和关断需要一定的电流（该电流量不足时，MOSFET的开关速度可能会受到限制）。综上所述，栅极驱动器的作用包括调整指令信号的振幅、调节成与电源电压（VM）相匹配的电位以及提升最大电流量。此外，如果高边是P沟道MOSFET，还会进行极性的反转。下面展示了实现上述工作的电路结构示意图。N沟道-N沟道型（N-N）的低边指令信号通过缓冲电路输出（这里的缓冲电路是指调整信号大小（振幅）和电流供应能力的电路）。高边的指令信号则先经由信号传输电路进行信号电平调整后，再通过缓冲电路输出。此时的电压也会使用高于VM的电压。P沟道-N沟道型（P-N）的低边与N-N型相同。高边的结构示例如图所示，导通的指令会使缓冲电路后的晶体管导通。通过这一工作，高边MOSFET的栅极电压降低，从而实现导通。由此可见，根据功率晶体管是N-N型还是P-N型，栅极驱动器的电路结构也会有所不同。在N-N型电路中，需要比VM（功率晶体管高边的电源）更高的电压。该电压通常由电机驱动器内部的升压电路生成。此升压电路主要有以下两种类型。一种是被称为“电荷泵”的电路。通过使VCP1引脚的电压在0和VM电压之间交替重复的工作，对电容器C2充电。通过这一工作，VCP引脚的电压将达到VM＋VCC（不包括二极管的电压降），从而可作为升压电压使用。另一种是自举电路。当低边功率晶体管导通且VS引脚电压接近0（Gnd电位）时，电容器C1会被充电。通过这一工作，使VB引脚相对于VS保持VCC的电位差，从而可作为升压电压使用。关于这两种电路的工作和特点，请参阅本文所在的“Sugiken老师的电机图书馆”内的另一篇文章“Sugiken老师的电机驱动器课”的“第12集　电路的深度知识　＜升压电路＞”。用途和特点无刷电机被安装于各类设备中，并广泛应用于多种领域。例如，仅以部分家电和消费电子为例，电机就被应用于风扇、压缩机、洗衣机的滚筒、复印机的多棱镜和送纸器、电脑的驱动（硬盘和光驱）、吸尘器的吸力装置等场景中。当使这些设备运转时，它们各自都有其特点和要求（限制）事项（或者非要求事项）。例如，风扇要求以恒定速度旋转，但对旋转波动和转速精度的要求并不严格。对旋转波动和转速精度有严格要求的是驱动与设备性能直接相关的部件（如多棱镜、送纸器和驱动器等）旋转的电机。压缩机要求无传感器控制，而吸尘器则需要较高转速。如果试图用一种电机驱动器来应对具有各种特点和要求（限制）的电机，可能导致性能过剩或者功能冲突。因此，电机驱动器有针对风扇或多棱镜等应用特点而设计的产品，具备与之相匹配的性能。另外，输入至电机的功率电源（连接功率晶体管的电源）主要有两种类型：一种是将商用电源（AC100V或AC200V）整流后得到的直流电压，另一种是比该电压更低的直流电源。前者为DC140V或DC280V，有时被称为“高压（高电压）”；后者为DC24V、DC12V或DC5V等，有时被称为“低压（低电压）”。为了表明能够适配这些电压范围，有时会用“高压驱动器”或“低压驱动器”等用以表示电机驱动器额定电压范围的名称。电机驱动器示例本节我们将介绍ROHM官网产品信息页面中几款电机驱动器IC的规格、特点和主要应用领域。・三霍尔低电压120度矩形波BD63006MUV是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为8V～24V，可输出1.5A的电流。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波形为120度矩形波。可以通过施加Duty脉冲指令来调节输出电压。内置N-N型功率晶体管，通过电荷泵生成电压。配备有节能电路、旋转方向切换、短路制动功能和各种保护功能，主要适用于OA设备及普通消费电子产品中安装的电机。单霍尔低电压正弦波BD63251MUV是一款预驱动器（控制器+栅极驱动器），推荐电压为5.5V～15V，需搭配P-N型功率晶体管使用。采用单个霍尔元件检测转子位置，通电波形为正弦波。可以选择施加模拟电压指令或Duty脉冲指令的任意一种来调节输出电压指令（给功率晶体管的信号）。由于是P-N型，因此没有升压电路。配备有自动超前角控制、固定超前角调节、软启动功能、旋转方向切换和各种保护功能，主要适用于服务器和电脑散热风扇中安装的电机。无传感器中电压正弦波BD64070MUV是一款预驱动器，推荐电压为28V～77V，需搭配N-N型功率晶体管使用。通过感应电压的过零点（电压极性发生变化的点）检测转子位置，通电波形为正弦波（为检测感应电压，正弦波波形中有部分为断电区间）。内置速度控制（反馈）电路，可通过施加频率脉冲指令将转速调节至任意值。由于是N-N型，因此通过电荷泵生成电压。配备有死区时间设置功能、节能功能、旋转方向切换、短路制动功能和各种保护功能。主要适用于风扇和普通消费电子产品中安装的电机。无传感器低电压正弦波BD63242EFV是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为5V～16V，可输出1.0A的电流。通过感应电压的过零点（电压极性发生变化的点）检测转子位置，通电波形为正弦波（为检测感应电压，正弦波波形中有部分为断电区间）。可以选择施加模拟电压指令或Duty脉冲指令的任意一种来调节输出电压。内置P-N型功率晶体管，没有升压电路。配备有旋转方向切换和各种保护功能。主要适用于冰箱风扇和普通消费电子产品中安装的电机。三霍尔正弦波BD62018BFS是一款控制器IC，推荐电压为10V～18V，需搭配支持N-N型的栅极驱动器和功率晶体管使用。推荐电压为控制器IC电源电压，因此不限制栅极驱动器和功率晶体管的电压。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波形为正弦波。可以通过模拟电压指令来调节输出电压。控制器IC输出的功率晶体管通断指令信号，其极性是预设为N-N结构设计的。配备有超前角调节功能、旋转方向切换和各种保护功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。高压栅极驱动器和功率晶体管（IPM）BM6242FS是一款IPM（智能功率模块），推荐电压为400V以下，可输出1.5A的电流，需搭配控制器IC使用。内置N-N型功率晶体管，通过自举电路生成电压。配备有各种保护功能和显示保护工作状态的信号输出功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。三霍尔高电压正弦波BM6249FS是一款全集成电机驱动器IC，推荐电压为400V以下，可输出2.5A的电流。采用三个霍尔元件检测转子位置，通电波 形为正弦波。可以通过施加模拟电压指令来调节输出电压。内置N-N型功率晶体管，通过自举电路生成电压。配备有超前角调节功能、旋转方向切换、各种保护功能和显示保护工作状态的信号输出功能。主要适用于风扇、泵类和家电产品中安装的电机。最后以上就是“什么是无刷电机驱动器”的介绍。无刷电机驱动器不仅在额定电压和额定电流等常规规格上存在差异，在转子位置检测方式、通电波形以及控制功能方面也有多种不同的类型。在选择电机驱动器时，需要从中筛选出符合应用需求和应用场景的产品，为此，了解所安装的电机和设备的知识以及电机驱动器的知识至关重要。
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发布时间：2026-08-20 11:34 阅读量：764 继续阅读>>

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