最近想找个国内的芯片来开发服务器风机的方案，由于这种方案非常在意成本与方案集成度，在业内咨询了一下，最近有什么电机驱动MCU比较火，比较适合拿来开发，在网上搜到了这个文宣”凌鸥引领黑科技：20万高转速、高集成、小封装，性价比之王”，资料研究后，发现刚好具备了服务器风机需要的特性，高转速、高集成、与价格优势，进一步的深入的研究一下此产品，参考了一下产品的roadmap如下图。
经过谘询代理商后，得知性价比之王就是里面的MC03X了，看了下一些比较看重的规格如下列
- 48MHz 32 位 Cortex-M0 内核，硬件除法协处理器。
- 32kB flash，带 flash 防窃密功能，4kB RAM。
- 内置 4MHz 高精度 RC 时钟，全温度范围精度 ±1%。
- 集成 2 路 OPA，可设置为差分 PGA 模式，集成两路比较器，集成LDO。
- 集成 1 路 12bit SAR ADC，1.2Msps 采样及转换速率，共 11 通道。
- 双N预驱或P+N预驱两种可选。
过去在服务器风机这个行业做了一些方案，也采了不少坑，来依序分析一下这些规格其中的亮点。
- 高精度RC时钟全温度范围精度 ±1%相当重要，因为服务器风机行业要求转速精准度，但因为成本因素又不能使用外部晶振，通常都只能使用内部晶振，国内能够做到全温度范围精度±1%。算是行业内相当靠前的了。
- 集成OPA、DAC、LDO、比较器，因服务器风机行业，有使用无感方波与无感FOC方案，所以都需要以上几种外部器件，看起来凌鸥这个配置是有考虑到行业应用才有此设计，可以大幅度的精减外部器件，布板起来也方便些。
- 可选双N预驱或P+N预驱，在服务器风机上，以前常遇到有些客户想要用双N MOSFET，有些人想要用P+N MOSFET，MC03X系列看来都有包含，所以此产品很适合用来做系列产品平台开发。
代理商也提供了我一片MC034DO开发板以及无感FOC与无感方波方案例程，接下来我分别实测无感方波与无感FOC方案性能。
MC034DO开发板
无感方波方案评测
研究了一下此方案的线路图，又发现一个新的设计巧思如下图，已经把无感方波常用到的反电势中性点线路，直接内含到芯片内，并且已经与比较器外设做连结。又进一步的可以精简外围器件。
此无感方波方案分成两种驱动模式，模式1: 120度六步方波驱动，与模式2: 150度十二步方波驱动。依照方案的介绍150度方波驱动在震动噪音表现上会好一点，电压利用率也高点，凌鸥的十二步方波驱动是可调整的，可从135度调整到150度，下面是实测的波型，量测三相UVW驱动电压与U相电流，使用相同的12服务器风机，分别都跑到最大占空比后，的确150度的转速是最高的，代表有较高的电压利用率，至于电流上，可以看的出来十二步方波的电流正弦度比六步方波好，在直观听觉与手感上，分不出来有降低震动跟噪音，应该需要量测仪器才能分出来，但从波形来判断，电流更近似弦波的十二步方波控制会有较佳的震动噪音表现。
六步方波与十二步方波运转波型
另外还有一个特点，DAC、比较器、PWM三个外设搭配，可以做到硬件式的逐周期限流保护，这个特点在一般的MCU芯片上并不常见。限流点设置在3.5A，从波型可看出达到限流点，PWM立即的关断一周期，可由蓝色的电流波型搭配黄色电压驱动波型可以观察出来，这种方式比软件限流的方式更加即时且精准。
限流保护测试波形
无感FOC方案评测
凌鸥分别提供了单电阻与双电阻FOC方案，因为已经内置差分输入的运放，并可支持四段放大倍率调整，测试一下性能，如下图请动波型相当平稳，电流正弦度也相当好。
无感FOC启动波形
于无感FOC下，强逆风运转也是一个难点，也提供相应的逆风启动功能，测试波形可参考下图，采用短路煞车、逆向运转、正向拖动与正向死循环运转来实现，可看到整体电流平稳，母线电压也没有过压的现象，
无感FOC方案逆风启动波形
也支持五段式与七段式SVPWM，实测波型如下，可以依照实际情况的需求来选择调变方式。
五段式与七段式SVPWM波形
评测完了之后以DEMO的表现相当满意，已经测过了双N预驱方案，准备从MC03x系列选一个适合的料号来使用，如下图可见MC03x系列相当完整，不同的耐压范围、预驱模式、多种包装形式TSSOP到QFN皆具备。
最后选择了MC037Q P+N预驱来设计包装为QFN24，此驱动板为4公分乘4公分的服务器风机方案板，同时预留了无感FOC与无感方波的双控制模式。期待下回来分享此板子的评测
MC037Q服务器风机驱动板。
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作者：AaronPMSM
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