摘要：电机种类也多种多样，根据不同的应用场合，有不同的电机方案可供选择，如无刷电机、有刷电机、伺服电机、编码器电机等。用户也可以根据其实际应用需求，去选择合适的电机解决方案。

在自动化控制领域，电机产品随处可见，不管是家用电器、机器人，还是新能源汽车等，但凡涉及运动控制，都会有电机的影子。

电机种类也多种多样，根据不同的应用场合，有不同的电机方案可供选择，如无刷电机、有刷电机、伺服电机、编码器电机等。用户也可以根据其实际应用需求，去选择合适的电机解决方案。

在2025慕尼黑上海电子展期间举办的国际电机控制与驱动技术论坛上，ADI Trinamic产品线经理高伟以《ADI Trinamic让伺服系统开发化繁为简》为题，分享了ADI Trinamic在电机控制领域最新的产品和技术方案。

为何选择ADI Trinamic电机和运动控制解决方案？

目前，单一设备中的电机数量正逐步增加，有些设备中的电机数量甚至已经超过了100个。那怎样对如此多的电机产品进行控制呢？高伟表示：“传统的做法是每五个电机用一个FPGA来控制，但这种做法会导致整个系统复杂性增加，因为除了每五个电机需要一个主控，上端还有一个MCU来进行全局控制，这又需要非常繁琐的软件。”

ADI的Trinamic电机和运动控制解决方案所具有的以下几个特点，就可以很好帮助应对上述问题。一是ADI的Trinamic电机和运动控制解决方案在将运动控制集成在硬件中，这样可以大大减少实时关键型软件、开发、认证和维护工作。同时，该方案具有透明且可重复的定位和斜坡技术，参数也可实时更改。FOC和步进电机优化的闭环，可大幅提高效率与可靠性。

二是先进的驱动与诊断技术。高度集成的先进驱动器和控制器反馈，有望降低系统复杂性和成本，同时提高系统性能和可靠性；三是电机和运动控制解决方案技术栈。高度集成的运动控制器和驱动器的SoC模块，适合小功率电机。即贴即用智能SoM，包括总线通信协议栈；四是评估和软件环境。ADI提供一站式TMCL-IDE中央评估与测试环境，用于评估套件、模块和智能电机。同时，利用开源评估和参考设计，可减轻设计压力；最后一点是ADI在电机和运动控制领域数十年的设计经验，已经浓缩成先进的专用标准产品。通过定制产品，积累了深厚的领域专业知识和紧密的合作伙伴关系，使ADI在早期阶段就可为客户提供支持。

目前，ADI在电机运动控制领域可涵盖的电机类型包括步进电机、无刷直流电机、有刷直流电机，以及电磁阀。

伺服电机驱动控制方案

针对伺服电机开发，比较简单的一种控制方式是六步换相，它具有算法简单的优点，但它的力矩波动比较大，效率比较低。还有一种方式是直接扭矩控制（GTC）。但使用比较多的控制方式还是FOC。高伟表示：“FOC是一种开源的算法，实现起来比较复杂，而且开源算法中还会面临很多陷阱。”

所以，选择用硬件来实现FOC，可以很好克服上述问题。因为，用硬件实现FOC不需要写复杂的代码，同时可以自由选择MCU和工具链的种类，更重要的一点是，还可以实现高载波频率，从而可以控制低电感的电机。

基于此，ADI推出了其旗舰型产品基于硬件FOC的TMC966x单片伺服驱控芯片。TMC9660是该系列中的一款产品，具有非常高的集成度，它集成了除功率管以外的所有开发伺服电机驱动控制所选的所有部件，如门驱动、SoC算法以及运放等，其电压驱动范围为4.7V-70V，可以用来开发步进伺服电机、直流伺服BLDC/PMSM，以及直流有刷伺服，包括直线或旋转伺服电机的驱动控制系统。

TMC9660包含了一个智能栅极驱动器，基于硬件的FOC和伺服电机控制器（包括速度环、位置环、加减速规矩曲线），电机位置反馈接口（ABN数字增量、霍尔和绝对值编码器反馈接口），一组用于电流检测的模拟信号出来单元（可编程的运放CSA和ADC）和一个电源管理单元（PMU）。通过高速UART或SPI与上位处理器进行通信。嵌入的预编程32位处理器，可支持对电机控制外设的直接寄存器访问或更高级别的参数模式访问。

在反馈方面，如果采用SoC控制，则少不了编码器反馈。反馈除了增量反馈之外，另一种是绝对值反馈。绝对值反馈的一个特点是具有很多不同的协议，传统上，需要在FPGA总专门针对绝对值协议进行解码。ADI提供的TMC8100则将绝对值解码这一操作集成在一颗IC中，可覆盖市面上主流的绝对值协议。

TMC8100集成了可编程高性能串行通信引擎，提供高达16Mb/s的同步和异步数据传输。TMC8100控制器可用作协议的总线控制器，也可用作带串行外设接口(SPI)或通用异步收发器(UART)接口的外设。它可在频率高达128MHz的内部系统时钟和2.5V至5V单电源电压范围内工作。TMC8100控制器非常适合用于工业制造、机器人/协作机器人和自动导引车辆(AGV)的等领域。

步进电机控制技术

同时，高伟也分享了ADI在步进电机控制方面的一些先进技术。首先是先进的斜坡技术。区别于市面上其它运动控制技术，ADI将运动控制集成在驱动端，即把原来在MCU侧实现的一些轨迹曲线，下沉到驱动端，这样可以实现非常好的动态效果。

除此之外，针对驱动这一块，ADI也积累了很多专利技术，如CoolStep™技术，在没有编码器的情况下，可以实现电机电流、自适应负载的动态调节；StallGuard™技术则将电机作为传感器，实现力矩检测。另外，可实现步进电机低噪声运行的StealthChop™ PWM斩波技术。这些技术都有利于实现电机设计的小型化，同时提高电机的控制性能。

ADI的TMC5240是一款带集成运动控制器的智能步进驱动器，它将上述这些先进技术集成在一个IC上，可节省超过60%的空间，出色的电流控制可消除步进电机运行噪声。与市面上的其他解决方案相比，效率提升接近2倍。

智能电磁阀驱动技术

MAX22216/17则是ADI的一款智能串行控制电磁阀驱动器，它集成了四个可编程半桥,电压最大36V,每路半桥最高可提供1AFS电流,通道并联后电流最大3.2A。高伟表示：“MAX22216/17可实现很多比较高级的控制方式。如在单端应用时，可以对使用单端驱动还是低端驱动进行配置，同时也可以对斜率进行配置，因为斜率会影响到一些干扰。”MAX22216/17还集成了电流的闭环控制，它可通过比例积分完成电流控制。

系统级解决方案

除了提供芯片级产品外，ADI也提供系统级解决方案。高伟表示：“ADI会提供一些模块级方案，其中已经集成了硬件和软件，对于电机控制部分，用户不需要自己再去进行开发，只需要通过软件将我们的模块方案集成到他们的系统中就可以了。”如此次在慕尼黑电子展上展出的一款只有邮票大小的MotionCookie解决方案，它面向步进电机和BLDC，并集成了丰富的接口，可以满足小尺寸解决方案的需求。

结语

在自动化控制领域迈向高效化、智能化的进程中，电机作为核心执行单元的重要性与日俱增，而复杂的多电机协同控制与多样化场景适配需求，正推动行业寻求更简洁、可靠的技术突破。

ADI凭借在电机控制数十年的经验积累，可以提供全栈式的解决方案，包括IC、片载系统、模块、一体机，以及软件和工具等，持续满足包括工业制造、机器人、新能源汽车等领域对电机控制的不同需求，帮助行业客户更快、更方便地开发相关产品，占据市场优势。

来源：星亨聊科技