電機一直是工業應用中的耗電大戶，發展高能效、高可靠性和高耐久的電機勢在必行，國家積極推出政策和標準也正加速這一進程。面對來自政策約束和不同領域差異化需求的雙重壓力，電機控制芯片廠商在控制算法上不斷創新，加緊設計新型降噪降耗降成本方案。

不同領域對電機控制的需求有差異

工業、家電領域對電機的需求一直保持穩定增長，而汽車和以智能手機為代表的消費電子市場增長快速，這些市場對電機的需求也呈大幅增長態勢，而且不同領域對電機控制的需求也有些差異。

羅姆半導體(上海)電機驅動應用課經理陸晶

羅姆半導體(上海)有限公司設計中心應用技術二部電機驅動應用課經理陸晶認為在家電市場電機直流化是趨勢。他表示，目前進度最快的是空調方面，受國家能效等級的要求，空調的壓縮機和室內外風機都開始采用直流電機來實現直流變頻，其它的如熱水器和廚房油煙機的強排風扇都漸漸開始使用直流電機。

因家電種類不同，對電機轉速、功率要求不同，因而對電機控制也有不同要求，他指出，一般壓縮機的直流馬達要求的功率較大，對于力矩的變換響應要求快速，但是在風機方面是要求噪音較低，轉速維持平穩，一般功率都不是很大。在冰箱，洗衣機方面的要求基本如是，只是應用的方向稍有不同。

TI中國區市場推廣經理李志林

TI中國區市場推廣經理李志林認為，家電市場的需求主要來自于家用電器產品對運行效率和待機功耗提出了苛刻的高標準，這要求電機控制更精細和高效，從而也導致電機控制發生變化：由傳統的交流電機升級到無刷直流電機(BLDC)和永磁同步電機(PMSM)。傳統的交流電機不需要任何精密的控制，BLDC和永磁同步電機要求很高的處理能力的驅動器。

在汽車領域，李志林表示：“由于汽車產業的升級，汽車市場對電機的要求也越來越多，一臺高端汽車有將近200顆馬達。電動汽車，混合能源汽車都需要大功率的精密的電機。”

在工業領域，因用工人力日益緊張，自動化正在逐步取代人工，一些人工操作的產線慢慢地向自動化方面轉變。陸晶表示：“近幾年紡織方面的設備的自動化進程較快，自動化率提高，所以步進馬達和直流伺服馬達得到較大的應用。2010-2011年是發展最快的兩年，目前受到全球市場需求疲軟的影響，進度有所放慢，但是從大的方向來說，自動化是整體趨勢。”

智能手機引領消費電子需求

在消費類產品方面，需求主要來自于DV、相機、手機等，近兩年隨著智能手機的熱賣，對電機需求較大，主要體現在兩方面：鏡頭驅動(自動對焦，AF)和觸感反饋功能。社交網絡的流行使得拍照功能越顯重要，像素從500萬、800萬甚至1200萬，一路攀升，現在自動對焦功能也基本是高端手機照相的標配。陸晶表示：“目前國內的主流像素為500萬，明年估計800萬將作為主流，現在帶AF功能的手機比例越來越高，手機行業從原來的定焦切換到AF模式，前后的過渡基本只有2-3年時間，這個應該是托智能手機的福。目前國內的Lens模組廠家，針對AF Lens，產線都已經調整完畢。2012年國內的AF Lens的需求會達到90KK。”

另一大需求是手機觸感反饋功能，也是目前高端智能手機標配。很多公司都有類似方案，TI在今年七月推出了DRV2603。TI李志林表示：“這是首款用于控制線性共振傳動器，并支持自動共振跟蹤的商用觸覺驅動器。它支持LRA和ERM，支持線性馬達也支持轉子馬達，可以用自動跟隨技術來跟隨線性馬達的共振頻率，并隨之變化，提供超過2倍的驅動力的觸覺效果；共振驅動可提高效率，功耗降低50%；只需一個旁路電容器，與同類競爭解決方案相比，其總體尺寸銳減66%；10KHz至250KHz的寬泛輸入可簡化輸入信號處理方案，無需縮放共模輸入電壓。”

而針對上面提到的自動對焦功能，TI也有一款DRV201支持，李志林表示，它是一顆集成線性和PWM開關兩種模式的相機模塊自動聚焦驅動器，具有振鈴自動補償功能，使得自動聚焦的時間縮減到15毫秒或降低模組用戶對聚焦執行部件的誤差到正負20%，降低成本。它還具有負載短路和開路檢測功能。該驅動器采用PWM模式，可以將效率提高到75%以上，延長用戶電池的使用時間。

不同控制方式的選擇以及能效上的改進措施

目前的電機控制主要以MCU、DSP為主，但也有些應用采用FPGA控制，從專用性角度看，DSP因為數據處理能力強、運算速度快，適用于高端復雜的電機系統控制。FPGA通過集成邏輯電路及專用電機驅動電路，能夠很好地適用于客戶化的電機驅動，但在電機控制的通用性方面略有不足。

針對這一問題，賽靈思亞太區新興業務拓展經理黃文杰認為：“實現高性能無速度傳感器的矢量調速系統是未來電機控制市場的發展趨勢。磁場定向控制(FOC)等高級算法可提供更高的效率和性能，這通常需要快速的計算和并行處理性能，而這是使用傳統MCU所無法實現的。” 與之相比，他強調，賽靈思FPGA具有更緊密的片上系統組件集成，大大提高性能并降低成本。FPGA硬件中的磁場定向控制算法優化了用電效率，縮短開發時間。更重要的是FPGA正在不斷提升工業電機控制產品的精密程度。

黃文杰透露，賽靈思FPGA已經在高端數控機床、高端伺服系統、高端變頻器、激光打標機、機器人產品中得到了廣泛應用。國外的大企業也開始采用FPGA作為核心處理平臺來實現SoC的解決方案。

在提升能效方面，各廠商都在做創新嘗試，羅姆的陸晶認為電機的效率提升，主要是由電機的定子和轉子的結構改變來決定。目前從理論上來說，在中小功率方面(5KW以內的電機)，直流電機的效率要比交流電機高。當功率需求更高的時候，交流電機的效率甚至好于直流電機，所以這方面，控制部門主要是逆變器的改進，要求更大功率的器件，并要減小快關損失。

他指出，在電機驅動方面，除了降低開關損失，調制的電角度方式也由原來的120度向180度轉變，在降低馬達的扭矩紋波的情況下，通過矢量控制方式來提升馬達的效率。

另外對于驅動IC，在調制精度方面做提升，提高IC內部采用IP core的精度和速度，來實現IC的控制精度提升，讓電機的工作更平穩，以此達到電機的理想運行狀態。