南芯科技推出三相电机MCU+磁编码器,赋能高精度电机控制

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今日,南芯科技(证券代码:688484)宣布推出面向闭环电机控制场景的解决方案,包括 SC29251/2 系列三相 BLDC 电机控制 MCU,及 SC54232 磁编码器位置检测芯片。两颗芯片协同工作,从源头解决传统方案中传感器精度不足、主控算力瓶颈与系统 BOM 复杂的问题,同时实现 BLDC 电机控制系统的精准感知与高效驱动,可广泛应用于各类高端消费电子及机器人领域,进一步拓宽了南芯的产品组合。

BLDC市场提速,主控芯片成性能关键

BLDC 电机凭借高效率、多控制方式、高可靠性等优势,在高端消费电子、电动汽车、人形机器人等高速增长的新兴领域中扮演着日益关键的角色。据市场报告显示,全球 BLDC 电机主控 IC 和驱动 IC 的市场规模预计将于 2028 年达到 556 亿元。

然而,BLDC 电机的驱动算法复杂性较高,转子位置检测、电流环与速度环的协同控制等环节,均对主控芯片的算力与响应速度提出严苛要求。传统方案往往需要多颗芯片分立完成感知、运算与驱动,不仅拉高了系统 BOM 成本,也限制了整体性能的进一步提升。

高性能双核架构,集成多算法引擎

作为方案的驱动核心,SC29251/2 是一颗高性能三相 BLDC 电机控制 MCU,面对宽电压与高可靠性场景设计,支持 8V-18V 单电源供电,内置带 ECC 校验的 32KB Flash 与支持奇偶校验的 4KB XRAM。其模拟前端集成 4 个运放、5 个比较器、12 位 13 通道 ADC 及 2 个 DAC,可灵活适配各类电流采样与保护需求。

SC29251/2 采用专用电机控制核心 (MCC) 与增强型 8051 MCU 的双核架构。MCC 主频高达 60MHz,集成 FOC(磁场定向控制)、SVPWM(空间矢量脉宽调制)、MDU、LPF、PID 等算法引擎,支持单电阻、双电阻、三电阻电流采样拓扑,能独立完成 BLDC/PMSM 的 FOC 及六步换向驱动控制。其中,FOC 支持无感应用,提供自适应、滑模与非线性磁链观测器;SVPWM 支持 7 段式、5 段式与过调制模式

8051 MCU 内核主频同样高达 60MHz,处理参数配置、通信与用户逻辑。两颗核心各司其职、并行运转:硬件加速器承担矢量变换与环路运算,使 8051 内核拥有充裕能力处理复杂的通信协议及定制化保护逻辑,既保证了控制实时性,又释放出更多 Flash 资源供上层功能迭代,以低系统成本实现高性能电机控制。

SC29251 提供 PWM 输出,方便外接驱动电路;SC29252 则直接集成 150V 前置驱动与自举二极管,进一步简化功率级设计,以一套硬件覆盖有感/无感、方波/正弦波、FOC/梯形等多种控制策略。

磁编码器加持,让位置感知更精准

SC54232 磁编码器基于差分平面霍尔原理,单颗芯片集成 Hall Sensor、角度解算和自校准单元,最高可实现小于 0.3° 的高精度位置反馈。不同于传统光学编码器或开关霍尔方案,SC54232 通过两颗正交放置的霍尔电桥感知磁铁在 XY 平面内的旋转角度,并通过专用电路完成放大、补偿与角度解算。其输出接口极为丰富,支持 SPI、ABZ 增量输出、UVW 换相信号、模拟电压、PWM 及 Z 轴按压检测等多种方式,应用场景灵活

其中,ABZ 接口可替代传统光学编码器,分辨率最高可编程至每转 16,384 脉冲;UVW 接口可替代开关霍尔传感器,极对数支持 1-16 对可编程;SPI/模拟/PWM 接口方便主控读取 16 位绝对角度数据;PUSH 引脚可检测磁铁与芯片间距的快速变化,轻松实现非接触式按压旋钮功能,也可通过读取内部磁场强度寄存器判断 Z 轴位移,实现按键检测。

SC54232 可同时解决角度检测、速度反馈与按键交互,最高支持 80,000 RPM 转速,输出传播延迟仅 5μs。搭配 SC29251/2,可为高性能闭环控制系统提供从位置感知到驱动执行的全链路低延迟方案,尤其适合机器人关节控制、工业高速主轴等对精度与动态响应要求严苛的应用场景。

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责编: 爱集微
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