直击:BLDC电机控制芯片缺货危机

2021-04-02 16:08:53 作者: 柠檬豆

最近元器件市场缺货的消息,电子发烧友网作了很多的一线报道,不少产业内的读者也为此找到电子发烧友编辑部爆料。就连这两年最热闹的MCU的应用——BLDC电机也出现缺货。最早当然是ST,接着是国产32位的MCU也跟着缺货。有做电机控制这一块的方案公司表示,这两家的缺货对于主流的BLDC电机方案公司真的伤不起。还好,过去不少做非Arm Cortex内核的MCU单片机公司,懂得如何用8位的8051单片机,对于那一代较早进行嵌入式开发的工程师来说,切换回更早一代的MCU,可以给客户更多的芯片方案的选择。


“ST的MCU去年就拿不到货,后来我们改用GD的。然后现在也没有货了,客户也要求我们再改改方案。”一家做BLDC控制板的方案公司技术负责人张工对记者说。
那台湾地区产的MCU呢?“现在有货,但是即使是8位的MCU,也涨价到了六块钱一片了。过去可能是几毛不到一块的价格啊。”他说。客户表示很难接受,毕竟一个筋膜枪的PCBA去年的出货价就已经降到8块左右了。客户暂时没办法接受这个涨幅。行业只能是减少出货量来缓冲一下。希望后面出货改善,价格下来一点再说。


无独有偶,另外一个做BLDC电机风扇的方案公司也给出了类似的反馈。现在8位的MCU市场供货明显比较好一些。他们和台湾团队合作开发的8位单片机,有效保证了货源的稳定,利用方案公司的技术优势,率先采用8位单片机推出无感电机驱动的方案,上市后受到了市场的欢迎。记者刚进这家公司门,就看到客户订单电话打进来,100K务必要保证准时交货,客户还想多要,老板不停道歉表示这个订单只能这么多,用完再说。


“8位的单片机成本还是比32位低一些。在功能不算特别强大、转速不要特别高的BLDC电机驱动方面,只要软件算法调得好,用起来还是很好的。”一直从事电机驱动方案开发的深圳富微科创电子(Foxware)的CTO陈一民对电子发烧友记者透露。


该公司在电机驱动方面深耕多年,他们对于直流无刷电机(BLDC)和步进电机的市场有较多的开发经验。包括四轴无人机、风机、舵机、电动工具等的多款产品的方案受到了市场客户的认可。

 

在最近热门的BLDC应用上,电动工具、筋膜枪和风机等,都是“网红”级热销产品。目前他们在市场上也遇到了缺货的挑战。“缺货涨价不仅是MCU、MOS这些核心IC,还有周边的小芯片和材料也一样在缺货涨价。”陈一民表示。如何在这个特殊的时期,帮助客户提供有竞争力的方案,对于消费电子的制造企业来说,真的非常重要。毕竟,消费电子的涨价对于普通民众来说,会有较为直观的感受,一般企业不到最后一步都不愿意走到向消费者涨价这一步。


如何找到有效的货源、更低的整体产品制造成本?陈一民认为,一是通过技术来优化PCBA的方案。以他们最新推出的BLDC电机风扇来说,他们已经向市场推出了摇头的步进电机和风扇电机控制一体的单芯片解决方案,将原来的两块控制板,变成了一块。这样即使是物料涨价,新方案的成本还是比原来方案要更低。


“我采用的是一颗四核的8位单片机,通过算法来分别控制摇头的步进电机以及转速达到每分钟1000转的直流无刷电机。这个方案据我观察还没有同行设计出来。”陈一民向电子发烧友记者透露。

            
 1:深圳富微科创开发的由一块控制板实现对风扇的两个电机的驱动方案
通过仔细研究发现,新方案除了在AC-DC电源这一块,跟上一代的直流无刷风扇相似,都是通过AC电源转换成24或12V的直流电源,然后一块控制板来驱动控制一个体积更小的 BLDC电机,不需要Hall传感器来定位,正转反转都可以。电机变小了,转速更快了,噪音也更小了,可以遥控实现无极变速的调风。此外,因为生产电机的金属材料需求更小,对于现在金属材料大幅涨价的成本上升,厂家也更乐意采用这种更低成本的电机。


笔者观察到,这款BLDC风扇还可以带电池,没有插电源的情况下,正常工作几个小时,这也是因为BLDC电机的节能效果突出,一个风扇的电机只有20-30W。


陈一民还介绍,“这块控制驱动板还集成了红外或蓝牙遥控器、控制板,风扇的使用体验感更好。除了传统的红外遥控功能,板子上只要增加一个蓝牙模块,就可以用蓝牙遥控器,或者是在手机APP上控制这款风扇。”

                                                
 图2:深圳富微科创的风扇样机,在单块PCBA板上也可以实现红外或蓝牙遥控
从天气来看,今年广东省已经差不多入夏。这款新功能的风扇如果能够早日上市,低噪声、节能省电的风扇肯定能给人们更好的避暑降温的体验。但是如果芯片缺货的话,那不是有好产品也不能上市?


他也向记者解答了缺货方面的疑惑。“芯片用量少,PCBA出货会有好的保障。再加上和台湾技术团队的深度合作,和晶圆厂有着长期合作,直供模式让方案公司几乎等同于芯片原厂,在缺芯时刻有着巨大优势。市场上8位单片机本身缺货程度就没有32位ARM通用单片机大,客户们不用太担心我们的供货,对于前期合作较好的客户,肯定会有很好的供货保障。”