深入了解MPS电机驱动产品线

在慕尼黑上海电子展上，MPS首次将mCar带到了展台上，吸引了众多观众的目光。


mCar并不是MPS公司的产品，而是公司的硬件产品演示与营销平台。它将 MPS 电源和动力控制部件集成到一个真实庞大的系统中，以方便 MPS 团队在极具挑战性的应用中实现软硬件的测试。在车辆的设计和机械功能中，展示了大量由 MPS 制造的元器件。此款 mCar 由 MPS 全权研发制造而成。

具体的产品则包括了用于转向和电击驱动的无刷直流电机控制模块，用于方向盘、脚踏板、车架枢轴和最终转向轴输出传感的磁角度传感器，此外还包括MPS的电压转换器和调节器、功率驱动以及用于 MCU、电池供电和通信子系统中的其他几款芯片。

mCar的发布，也让业界对MPS这家公司有了全新认识，为什么一家年轻的电源管理芯片商，会在短短几年间同样在电机领域取得了突飞猛进的进展？近日，MPS模拟产品线总监瞿松详细解读了MPS的产品线特点及应用。

2012年MPS成立电机控制产品线，同年在电机控制和功率电子领域拥有丰富经验的瞿松加入，2014年公司收购瑞士磁编码器公司Sensima，极大增强了在马达领域的产品布局。

MPS模拟产品线总监瞿松

独特的工艺技术

无论是模拟还是功率、马达控制相关产品，工艺都是其至关重要的元素。瞿松介绍到，MPS不同于其他模拟公司，采用独特的Fab-Lite轻晶圆厂策略。“虽然我们的产品全部来自Foundry厂代工，但我们并没有使用Foundry提供的标准制程，而是全部采用自主开发模式，该模式的好处是我们可以通过较少的投资掌握自己的制程。”瞿松说道。
根据MPS的官方资料，目前合作的Foundry包括了SMIC、HHNEC、ASMC及MagnaChip等公司。

瞿松补充说，为了保证产品质量，所有的最终测试环节都由MPS完成，主要是MPS成都工厂，同时MPS也在圣何塞总部和成都部署了故障分析室和可靠性设备。

瞿松表示：“MPS的全称是Monolithic Power System，这很好的代表了我们的愿景，就是要以单芯片为目标，这代表了我们独特的工艺技术。”

目前MPS的工艺主要采用BCD工艺，如今已演进至第五代，覆盖最高至1000V和最高至80A应用。“MPS的BCD技术拥有更低的RDson，这是我们不断成长的关键。”瞿松说道。

同样，在封装工艺上，MPS也部署了多项专利技术，尤其是在引线方面。瞿松表示，和以往的打线方式不同，MPS采用独特的“Mesh Connect”倒装工艺，减少了引线，从而降低了寄生效应，并实现了更紧凑的设计。

电机驱动市场潜力无限

根据瞿松的介绍，目前MPS产品线大致分为12大类，尽管电机驱动&位置传感只是其中一小类，但却是公司比较重视的领域之一。“电机驱动业务得到公司上下的重视，属于投入很大人力物力的领域。”瞿松表示。

随着智能社会的不断演进，执行器变得越来越重要，这其中最重要的需求就是电机。瞿松公布了一组调研数据，无论从市场增速还是存量来讲，电机市场都拥有一个庞大的规模。

比如打印机市场总容量1.3亿台，每台设备中使用1-5个电机；制冷风扇为5亿需求；汽车市场年销量1亿部，其中各类传动电机市场需求为10/20个每辆；电动工具年销量同样达1亿个；此外，各类工业应用和家电也对电机有着更高要求。

瞿松表示，MPS电机驱动目标市场主要是在电压在200V以内，功率500W以下的应用。

e-Motion概念横空出世

为了进一步顺应电机驱动市场发展，MPS提出了e-Motion概念，包括了全集成的硬件和人性化的软件，为客户打造一体化电机解决方案。

硬件包括了电机、控制芯片、传感器、MOSFET、驱动器等数字和模拟系列产品，而软件方面则提供了GUI图形界面的开发、调试及仿真工具。

e-Motion具有四大优势，分别为模块化、小尺寸、低噪音以及更稳定的转矩脉动。瞿松具体解释道，通过一体化模块化电机，更有助于安装及系统搭建，增强市场的接受度。一体化电机需要更小尺寸的产品，随着体积变小，必须要考虑散热问题，从而越高效率的产品越具备优势。在噪音问题和转矩脉动上，由于MPS采用了完整方案，所以匹配度更高，减少了噪音和转矩脉动的影响。

e-Motion智能电机组件

除了一体化电机，MPS还推出了各类控制模块，包括FOC的控制、磁性编码器、电机控制及通信接口以及功率级器件，客户直接装到现有的BLDC/同步电机中，就可以快速完成一体化电机的设计和制造。

“我们会跟终端的客户进行沟通，会选择适合客户应用的方案推荐，电机模块还是一体化电机会根据不同应用而定。”瞿松介绍道。

e-Motion智能电机组件和模块特写

提前布局磁传感器市场

2014年，MPS宣布收购世界上最先进的磁编码器公司瑞士Sensima，这也是MPS至今为止唯一一次收购。

目前伺服系统中，除了要电机和功率驱动以外，还需要编码器来做位置和速度的检测，目前大部分应用都采用的是光编技术。光编的好处是具有高精度，但其也有一些缺点，包括大体积、高价格和容易受外界环境干扰等特点。“磁编相对来说体积小、价格便宜同时不会受灰尘等外部环境干扰。我们的目标并不是全面取代光编，而是定位在中低端精度需求的应用中。”瞿松说道。

如今，e-Motion模块中已经自带磁编，用户只需要在电机轴端加快磁铁，便可以获得转轴的位置。通过MPS独有的滤波、差分放大和补偿校正等功能以及独特的工艺制程，目前磁编产品的精度已经可以媲美光编的产品。

瞿松介绍道，MPS的磁编采用独特的 Spinaxis® 专利技术，该技术可以想象成在电机周边有一圈磁铁，相对于4个霍尔传感器，整个系统的识别更为精确，同时反应也更快。

Spinaxis®技术解析

瞿松表示，磁编的应用不仅可用于电机驱动上，还适用于任何一个需要角度传感的应用，包括无接触式旋钮应用等。


除了e-Motion智能马达驱动之外，在传统的马达驱动领域，MPS也提供了广泛的产品组合。面对未来，MPS在电机驱动领域有着长远计划，包括电机驱动、位置感应及e-Motion领域都将有快速的增长空间。

更大的野心

2018年，MPS CEO Michael Hsing在投资者峰会上表示，公司未来要朝向20亿美元年销售额努力，这一宏伟目标要依靠电池管理、汽车&工业、计算机电源以及电机驱动&位置传感四大领域实现，同时也强调了MPS的协同效应，即将马达驱动、电池管理、电源管理等产品统一交付给客户。

瞿松也表示，目前MPS在和客户对接时，都会把符合要求的产品线以Total Solution的方式推荐给客户。

“为了进一步与客户互动，我们采取了两种策略，我们除了配合用户的市场需求之外，还会不断开发新技术，通过更高生产率，更低成本的产品及方案，引领客户开发新市场。”瞿松说到。

MPS已在杭州设立了全球应用中心，超过100位的精英工程师负责支持全球特别是中国本土客户。