日前，德州仪器参加了由电子发烧友主办的 2023 电机控制先进技术研讨会，并凭借其高性能的 MSPM0G3507 芯片，获得 2023 年度电机控制器十大主控芯片奖项。这款芯片在电机控制领域具有丰富的应用场景，其卓越的性能和稳定性赢得了业内专家和客户的赞誉与肯定。

德州仪器 MSP 产品线应用工程师何帅先生

出席颁奖典礼并领奖

德州仪器的 MSPM0G3507 微控制器 (MCU) 是一款高度集成的超低功耗 32 位 MCU。它基于增强型 Arm® Cortex®-M0+ 32 位内核平台，工作频率最高可达80MHz。这款低成本 MCU 提供高性能模拟外设集成，支持 -40°C 至 125°C 的工作温度范围，并在 1.62V 至 3.6V 的电源电压下运行。

此外，MSPM0G3507 还配备了丰富的外设接口，方便用户进行系统集成。这款芯片适用于各种类型的电机控制系统，包括直流无刷电机、步进电机、永磁同步电机等。其广泛的应用领域包括工业自动化、电动车、航空航天、机器人等。

MSPM0G3507 的主要优势：

·高性能模拟外设集成：具有两个总计多达 17 个外部通道的 12 位 4Msps ADC、一个 12 位 1Msps DAC、三个高速比较器、两个零漂移零交叉运算放大器和一个通用放大器。

·智能数字外设：提供了丰富的数字外设，包括两个 16 位高级控制计时器、五个通用计时器、两个窗口式看门狗计时器以及一个具有警报和日历模式的 RTC。

·超低功耗：具有优化的低功耗模式，待机时仅需要 1.5µA 的电流，同时保留 RTC 和 SRAM。这使得 MSPM0G3507 在低功耗应用中具有优势，可以大大延长电池寿命，降低能耗。

·丰富的存储资源：提供了 128KB 的闪存和 32KB 的 SRAM。能够满足基础的电机控制应用的存储需求，同时保持了低功耗的特点。MSPM0G3507 也可以通过外部扩展存储器来灵活地实现更大的数据存储和处理能力。

·增强型通信接口：提供了四个 UART、两个 I2C、两个 SPI 以及 CAN 2.0/FD。这些通信接口可以让 MSPM0G3507 与多种设备或系统进行高效的数据交换，实现电机控制的精准和稳定。

德州仪器还提供了一个基于 MSPM0G3507 的开发板，该开发板集成了一个在线调试探针，可以方便设计人员进行编程、调试和能耗测量。

MSPM0G3507  作为今年发布的 MSPM0 家族的一员，高性能模拟和低功耗特性使其成为理想的主控芯片。TI MSPM0 系列低功耗 MCU 包含具有不同模拟和数字集成度的器件，可让客户找到满足其工程需求的 MCU。MSPM0 MCU 平台将 Arm® Cortex®-M0+ 平台与超低功耗整体系统架构相结合，使系统设计人员能够在降低能耗的同时提高性能。

11月9日，2023 BLDC电机控制器优秀企业评选暨颁奖盛典于深圳盛大举行，雅特力AT32F421系列MCU凭借出色的产品性能和优异的市场表现，荣获“2023年BLDC电机控制器行业创芯突破奖”！

雅特力科技林金海代表公司领奖本次盛典以“创新驱动，擎领未来”为主题，旨在发掘并表彰卓越的产品/方案供应商，为BLDC电机控制器行业树立标杆，推动电机行业高质量发展。获得此次荣誉不仅是对雅特力在电机控制领域创新技术和产品实力的认可，更是对其产品市场表现的肯定。

随着科技的发展和市场需求的多样化，BLDC电机控制器正朝着更加智能、节能和高效等方向发展，是当今工业自动化、电动工具、家电等领域的重要驱动部件。雅特力推出了多款适用于电机控制的MCU产品，搭配高效的电机算法库，采用专利驱控技术和先进电机控制算法，在响应速度、控制精度和稳定性等方面均具有优异水平。此外，雅特力的电机控制器还具有低功耗、高效能的特点，显著提升了电机的能效，为环保节能做出了积极贡献。

AT32F421无论在产品性能还是市场表现上都有突出成就，CPU主频达120MHz，内存为16~64KB Flash和8~16KB SRAM，外设扩展了1个高速轨到轨输入/输出电压比较器，1个采样率高达2Msps的12位15通道高速ADC，最短采样时间仅54ns，全部转换时间仅0.5ms，非常适合应用于单电阻电流采样的驱动器，可在极短的采样时间窗口正确采样，充分满足高速数据采集、混合信号处理和工业控制与电机应用需求。

雅特力持续深耕电机市场，将继续秉持创新突破的精神，进一步加强技术创新和产品研发，致力于提供更高效、更可靠、更环保的微控制器芯片，共同推动电机行业技术的广泛应用和发展。

三相直流无刷电机由于其可靠性高、免维护的特点，逐渐取代有刷电机，成为汽车风机、水泵、油泵的首选动力来源。在设计电机控制器时，不能直接使用通用MCU的IO引脚驱动功率MOS，此时预驱芯片是最优选择。

引言

通用MCU或DSP的IO电压通常是5V\3.3V，IO的电流输出能力在20MA以下，不足以直接驱动功率MOSFET。所以使用通用MCU或DSP来设计电机驱动器时，通常需要搭配外部的MOSFET驱动器，我们称之为“预驱”。在设计汽车风机、水泵、油泵等电机驱动控制器时，使用车规MCU+车规预驱+车规N沟道功率MOSFET，可以适配不同功率、各种通信方式和各种驱动方式。

控制器中的功率MOS驱动

如图，三相直流无刷电机（包括BLDC和PMSM）功率级驱动电路使用6个N沟道功率MOS构成三相全桥，分为三个连接到电源正极（VBus）的高边MOS和三个连接到电源负极的低边MOS。控制器通过控制六个MOS的通断，完成换相，使电机按照预期转动。电机在运转过程中可能会遇到堵转而导致过流，因此MOS驱动电路需要具有保护功能，以防止烧坏控制器或电机。

对于单个NMOS来说，在开通时，需要提供瞬间大电流向MOS内的寄生电容充电，栅源电压（VGS）达到一定阈值后，MOS才能完全开通。在MOS开通后，还需要维持合适的栅源电压（VGS），才可以保持开通状态。

对于低边MOS，其源极（S）接到电源负极，栅源电压容易满足，驱动较简单。

对于高边MOS，其源极（S）接到电机相线，其电压是不确定的，如果需要开通，需要通过自举电路提供栅极电压，驱动较复杂。

一般情况下，MOS的导通内阻都如图2所示，随着VGS的增大而降低，但VGS大于10V之后，下降曲线变得平缓。为了达到最小的导通电阻(RDSON)，VGS的取值通常为10~15V。

车规预驱——MPQ6531

MPQ6531是MPS推出的一款专门用于汽车三相直流无刷电机控制器的预驱，符合AEC-Q100 Grade 1，输入电压为5-60V，可以满足12V/24V汽车电气系统下的需求。

1、集成三相预驱，体积仅4x5mm

MPQ6531是高度集成的预驱，其内部集成三个高低边驱动器，可以直接驱动由6个NMOS构成的三相全桥。采用QFN-28封装，体积为4x5mm，仅相当于SOP8封装的单个高低边驱动大小，非常适合于有体积要求的电机驱动控制器。

2、与MCU连接简单，占用引脚少

MPQ6531仅有6个PWM输入信号、1个故障输出信号与MCU连接，占用MCU引脚非常少。如有需要低功耗控制，MPQ6531还提供了一个nSLEEP引脚，拉低该引脚，芯片可以进入低功耗模式。在低功耗模式下，电流仅1.4μA.。其故障检测保护、死区时间等均通过硬件设置，无需复杂的软件控制。

3、11.5V栅极驱动电压

MPQ6531集成了稳压电荷泵以产生栅极驱动电源（VREG），其电压是11.5V，足以完美驱动常用功率NMOS。低边MOS源极（S）接到电源负极，所以VREG可以直接驱动。对于高边MOS，MPQ6531使用自举电容产生电源电压。在驱动高边MOS时，经过自举，其电压是VS+VREG。同时内部集成Trick Charger涓流充电电路，可保证在100％占空比情况下，保持足够的高端栅极驱动器电压。得益于芯片内部设计，即使电源电压下降至5V，VREG仍可保持在10-12V。

4、硬件死区插入功能

高边MOS和低边MOS同时打开会导致直通，烧坏MOS。所以必须保证打开与关闭存在时间上的延迟，该延时称为死区时间。MPQ6531可以通过DT引脚来设置死区时间，达到硬件保护的目的。

5、MOS过流、短路保护功能

为了保护MOS免受高电流损坏，MPQ6531中采用了VDS感应电路。MPQ6531可以监控每个MOS上的压降。MOS的压降与MOS的RDSON和流经它的IDS电流成正比。过流检测阈值可以通过OCREF引脚设置，如果MOS压降超过提供给OCREF端子的电压，则表明存在MOS过流故障。

6、母线过流保护功能

MPQ6531内置一个比较器，可以实现母线过流保护功能。母线电流流过采样电阻RSense会产生压降，该电压与内部的0.5V电压做比较，如果超过0.5V则表明存在母线电流故障。

7、故障保护功能

除了MOS过流保护和母线过流保护功能，MPQ6531还具有低压保护、过温保护功能。当检测到故障时，MPQ6531会禁用所有栅极驱动输出，使得所有MOS都处于关闭状态，达到保护MOS的效果。

结语

MPQ6531是一款车规级的高度集成三相预驱，专为三相直流无刷电机控制设计，适用于FOC驱动、方波驱动，可以有效减少BOM成本和PCB尺寸。ZLG可提供原理图和PCB设计参考，协助厂商进行电机控制器快速开发。