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汽车智能电机SOC芯片2-峰岹_电机_芯片

落叶飘零 2025-01-07 19:23:24 0

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小编峰岹公司简介

提及峰岹,未必每个汽车和半导体人都知道,但从事电机掌握干系的都对其知晓一二,这解释峰岹这家公司还是非常专注的。
峰岹的简介如下“峰岹科技成立于2010年,是一家专业的电机驱动芯片半导体公司,致力为各种电机系统供应高质量的驱动和掌握芯片,及电机技能的咨询做事。
峰岹供应的芯片运用领域涵盖工业设备、运动掌握、电动工具、消费电子、汽车、智能机器人、IT及通信等驱动掌握领域”。

而对付汽车市场而言,峰岹目前的运用紧张集中在以小电机为主的场景里,比如AGS、座椅掌握、热管理的水泵、油泵和电子风扇等。
该当来说去年2023 年是峰岹车规级芯片发展的里程碑之年,首先其通过了 ISO 26262 功能安全管理体系认证;其余随着其芯片产品在汽车电子领域由小批量试产向量产推进, 汽车电子发卖占比达 到了5% ,该当说拿到了汽车电子的入场券。

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在困难的2023年,峰岹的营收有4.1个亿,归属上市公司股东的净利润1.7个亿多,研发投入占营收的比例超20%,产品的总体毛利率达到53.39%,个中电机主控MCU毛利润高达56.67%,这个毛利率可以比肩欧美一线品牌了。

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(图片来自网络侵删)
峰岹的产品该当说是非常有特色的,年报里显示的核心技能条款很多,摘选几个如下所示:

电机驱动双核芯片架构

全集成FOC芯片架构

车规级电机驱动掌握芯片技能

高鲁棒性无感FOC驱动

无感大扭矩启动模式

超高速电机的高性能运行模式

直流无刷电机的负载状态检测方法

电机故障的快速检测

这几个方向也是目前电机系统级技能比较关心的几个难点,其余还有一些和驱动电路以及电机本体干系的核心技能,有兴趣的可以查询峰岹2023年年报。
这里面以为最有特色的该当算是其双核架构了,下面就这个展开进行解释。

双核架构

峰岹的产品以双核(8051+ME)著称,但峰岹并不是第一个提出双核“8051+MCE电机掌握引擎”的公司。
早在2000年旁边,IR公司(后被英飞凌收购)就提出了基于双核观点的iMotion平台,并成功的推出了IRMCK200以及IRMCF300系列产品;该当说在那个年代真的非常超前。
虽然iMotion产品目前还在发卖并有新产品,但市场影响力已经今是昨非。

在峰岹的产品中偶尔还能看到向iMotion致敬的影子,虽然主体思想有附近之处,但实在峰岹和iMotion实现的办法还是有很大差异的。

早期的iMotion产品是没有Flash的,须要在外部EEPROM里烧录8051的Hex以及MCE的bin文件;芯片上电后会将这部分程序载入到RAM里运行。
bin文件就包含了成熟的电机掌握算法,有分外需求的可以通过MATLAB对模型进行修正,然后编译成bin,从而改变官方供应的电机算法,当然这个修正不是完备可以自由修正的,而是改变除电流环之外的一些功能,比如速率环路等,这样可以知足绝大部分灵巧性的须要。
图1为iMotion产品IRMCF3xx的框图。

图1 iMotion范例产品IRMCF341框图

而对付峰岹的双核构造而言,参考较新的产品FU6816_66Q1(FU6866实际上便是FU6816+驱动芯片)的手册,可以看到和掌握算法干系的模块便是FOC模块,这个时候FOC本身就像是一个 繁芜外设 ,通过配置寄存器可以让其电路激活并事情,86个寄存器的配置可以实现不同的功能,这部分对用户来讲,能看到的信息非常有限,也无法进行任何的环路构造上的修正;不像iMotion的那种框架用户可以比较详细的把握算法的流程,乃至可以自己通过simulink来定义寄存器。
ME内核的框图如图2所示。

图2 峰岹的ME内核内容框图

当然任何事务总是有其两面性,这种繁芜外设办法虽然捐躯了灵巧性,但只要底层稳定可靠,电机的掌握是没有任何问题的;而且会受到没有成熟电机掌握算法的公司喜好。
图3为FU6866Q1的框图。

图3 峰岹范例汽车产品FU6866Q1框图

总结下峰岹双核构造的好处如下:

电机掌握引擎ME由硬件实现,几个us的FOC打算速率可以遇上200MHz ARM CortexM7的水平

ME核成熟,不须要工程师特殊懂电机掌握,开拓周期短

电机掌握和通信及运用层是解耦的

末了,8051+ME的实现本钱较低,芯片的Die比较小,这也是其高毛利的担保

其缺陷也比较明显:

灵巧性不太够,但只要客户需求变革不那么快,还能接管

产品的差异性小,算法性能都一样,厂家会担心无法卖出逾额利润

这些缺陷对付汽车小电机,比如风扇、水泵以及非安全类小实行器运用来说该当不会是问题,由于其运用已经非常成熟。
下面来聚焦一下峰岹的Smart Motor SOC产品。

Smart Motor SOC产品先容

在2024的无刷直流电机掌握技能研讨会上,峰岹公开了其车规级芯片的Roadmap。
目前三相的Smart Motor SOC(集成除MOSFET外的其他系统组件)紧张有三款产品,FU6832N1,FU6865Q1以及FU6866Q1。
Roadmap如图4所示:

图4 峰岹车规产品的Roadmap

详细的比拟信息如下:

写好上面的表格后,总结如下:
1)电机掌握的功能很强,FU6832N1就可以支持SMO/PLL两种无感掌握方法;而FU6865Q1则增加了AO自适应估算器,对电机的适配更随意马虎;同时最新的FU6866Q1还可以支持HFI功能,可以知足大扭矩低速启动和运行。
算法层面还实现了顺逆风检测、去世区补偿以及过调制技能等。
2)内部集成了3-4个OPA,非常的灵巧;想单电阻就单电阻,想双电阻就双电阻,三电阻也可以轻松支持。
其余比较器浩瀚,可以实现相电流、母线电流的过流保护以及反电动势的硬件采集等。
3)除了新一代的FU6866Q1集成了LIN掌握器和收发器,其他产品 没有集成LIN 的物理层 。
其余 GDU不带 Desaturation保护以及离线诊断等功能。
4)存储器没有ECC支持,而且没有专门的EEPROM。
其余8bit-8051本身的性能局限也会是一个不利成分

这些问题峰岹已经把稳到并开始在研发新一代产品,比如在Roadmap里已经看到下一代RISC-V双核产品,包括 FU7502 ,以及支持到ASIL-B功能安全等级的 FU7503 。

其余驱动产品包括FD2064(12V带LIN物理层)和FD2065(48V带LIN物理层)该当已经完成;而更高安全等级的FD2164(48V,ASILD)也都会在25年旁边出样品,这几个高压预驱出来后可以和低压MCU芯片组合,就会呈现出非常强产品系列了。
这些亮点都是可以期待的。

方案简介

峰岹的方案,从公开的资料看,比如举行过的几次技能seminar,包括官方的"大众号推送等,基本上都涉及到汽车非安全类的大部分的电机运用了,包括电子水泵、电子风扇和电子实行器等。
图5是峰岹官方发布的汽车电机范例运用推举型号。

图5 峰岹汽车电机运用推举型号

选取电子水泵作为一个范例的运用。
100W及以下的推举FU6832N1,不过只能支持P+N的MOS;功率大的水泵可以选择FU6865Q1和FU6866Q1,如果须要低速大扭矩,就可以用FU6866Q1,由于芯片内置了HFI(高频注入)方案。

图6为基于FU6865Q1的水泵PCB图片。
图6 基于FU6865Q1的水泵方案

通过上面的PCB可以看到基于FU6865Q1的水泵须要一个外部的LIN-PHY,其余须要搭配外部的三个自举二极管和三个自举电容,和TLE9877比较的话,还是要多一些器件的。

峰岹的水泵方案可以支持HFI算法(摘自“HFI算法占领汽车电子水泵低温掌握难点”),但个人觉HFI对付水泵运用彷佛并不那么主要。
但对付机油泵来讲还是非常故意义的,目前机油泵大都须要位置传感器,如果可以彻底办理低温高速启动的需求,以为FU6866Q1还是很有竞争力的。

总结

峰岹的电机芯片非常有特色且专业,凭借其独特的双核架构,在家电、消费电子、电动工具、工业等领域取得了显著成绩。
只管在汽车领域是新兵,但依然展现出较强的竞争力。
随着LIN、CAN、GDU、RISC-V等新IP的积累和功能安全的投入,以及强大的电机算法团队和电机设计团队的协作,峰岹在汽车电机上也会有一番作为。
估量未来在汽车电机方面,峰岹将开释更多的电机掌握灵巧性,并不断提升芯片及系统级功能安全。

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