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为汽车和工业自动化插上翅膀,MPS做一体化电机的领导者

章鹰 来源:电子发烧友原创 作者:章鹰 2019-04-15 13:44 次阅读

本站原创,作者:章鹰,电子发烧友执行副主编。

全球高性能模拟半导体供应商美国芯源系统有限公司MPS(Monolithic Power Systems Inc)表示,BiCMOS / DMOS电源管理技术BCD Plus已经进入第六代生产阶段。

这家成立于1997年,总部位于圣何塞的美国公司,2012年重新定位工业、云计算、汽车电子和高端消费类,他们提供的电机驱动、位置控制和电源的整套解决方案成为攻下这些市场的利器,这些市场已经成为了MPS大部分生意所在。MPS在2018年全球营收达到5亿美元,未来在汽车、工业市场将会有更大的作为,他们到底有哪些新品和核心优势,带着这些问题,电子发烧友记者采访MPS模拟产品线总监瞿松。

MPS最新产品展示和技术性能

在3月20日慕尼黑展上,MPS展台的mCar和一体化电机惊艳亮相,给记者和在场的众多参观者印象深刻。mCar是一辆载着MPS科技的最新电动车,包含电机驱动、位置控制和电源。MPS模拟产品线总监瞿松在媒体沟通会上表示,现在客户需要的不是单一芯片,而是整套的解决方案,很多客户是系统供应商,电机驱动作为其中重要的部件,他们希望以部件的方式获得产品和服务。

图:MPS模拟产品线总监瞿松

图:MPS mCar展示区

MPS eMotion系列智能一体化电机内含分辨率高达14-bit的磁性编码器,可支持位置、速度、转矩控制;支持RS485和脉冲/方向两种标准控制接口,广泛适用于通用伺服领域。

图:MPS eMotion系列智能一体化电机

在MPS办公室,瞿松给记者展示了MPS智能一体化电机驱动模块MMP7xxxxx,并介绍了其性能和优点。瞿松认为,MPS产品最大的优势在于半导体工艺和封装工艺。

MPS总裁兼首席执行官Michael Hsing此前曾在美国媒体上表示,与目前的技术相比,BCD Plus有可能减少相同功能集成芯片尺寸,同一功能面积缩小最高达35%。在给定封装尺寸下提供更高集成度,更高电流处理能力和更高开关频率的产品。

瞿松表示,BCD工艺的关键是DMOS,判断BCD是否先进需要参考一个指标RDSA,这个指标与导通电阻和面积有关。MPS的BCD工艺从第一代开始,就在RDSA方面领先全球,这意味着在同样的面积上,MPS的导通电阻比别人的低。

在封装工艺上,通常的封装工艺都是采用打线的方式,但是打线封装会有一定的导通电阻,还会引起寄生电感,从而导致产生噪声和影响开关速度。MPS采用封装工艺是“Mesh Connect”,倒装封装的形式。通过晶圆球焊接可以减少成本,并完全消除导通电阻,不会有寄生电感影响开关速度,而且可靠性更高、散热性能更好。

一体化电机的优势和市场机会

MPS模拟产品线总监瞿松分析说,因为MPS在功率集成、磁性编码器的积累,MPS可以将电机驱动板做得很小,安装在电机的尾部,这就是一体化电机。我们称之为e-Motion。

之前,一体化电机在市场推广中有两大难点:第一、价格比较高,精度越高,价格越贵;第二、一个伺服系统里面,除了要电机本身和power stage以外,还需要编码器来做位置和速度的检测,目前大部分采用光编,缺点是体积大,遇到室外粉尘比较大的场景,光编精度快速下降,磁性编码器就避免了这种缺陷。

MPS在成立的20多年间,只有一起收购,被收购的这家名为Sensima的公司规模不是很大,但拥有世界上最优秀的磁性编码器技术,这种技术是MPS最新推出的一体化电机驱动模块中,不可或缺的关键技术。

在中国和全球其他市场,智能家居和工业4.0的浪潮推动产品的全面智能化趋势,一体化电机凭借其机体积小,能量密度大,响应快,速度高,惯量小,转动平滑,力矩稳定,易实现智能化等特点,一体化电机随着细分市场应用的起量,特别是汽车市场、工业市场应用范围的拓展,未来有广阔的发展空间。

MPS 最新推出的系列产品智能一体化电机驱动模块--MMP7xxxxx,其板上不仅集成了带位置传感器的无刷直流电机控制器,三相桥功率级,还集成了MCU(微控制器)和电源管理芯片。MCU能够确保电机根据其电流、位置和工作条件随时做出反应。该系列模块有两种不同的尺寸设计,可分别适用于NEMA 23 标准的 57mm 无刷直流电机和 NEMA 17 标准的 42mm 无刷直流电机。

MPS还推出了eMotion虚拟平台,可以方便客户在定制化方面有更大的空间。

小结

一体化电机市场,伴随着汽车、工业控制和消费类市场需求,未来有广阔的发展空间,但是要在这个市场上取得领先地位,MPS的经验就是需要在半导体工艺制程和客户定制化方面具备硬实力。

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