電動與園林工具市場正經(jīng)歷一場重大轉(zhuǎn)型，朝著更智能、更安全、更互聯(lián)的產(chǎn)品方向發(fā)展。在無繩化便利性、自動化，以及能效需求不斷增長的推動下，工具制造商正在尋求緊湊且高度集成的解決方案，以在將設(shè)計復(fù)雜度降至最低的同時，最大化產(chǎn)品性能與可靠性。Qorvo在電機控制和電池管理領(lǐng)域的系統(tǒng)級技術(shù)，助力多個市場領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)新一代智能、自主且用戶友好的工具。

本文將探討Qorvo電池管理系統(tǒng)（BMS）如何支持中壓范圍內(nèi)的多種電池化學(xué)體系，實現(xiàn)快速充電與更長的電池壽命。同時重點介紹Qorvo電機控制器如何提供園藝工具所需的高扭矩，使其能夠應(yīng)對嚴(yán)苛工況與復(fù)雜地形。

市場與應(yīng)用格局

電動及園藝工具市場正快速擴張，全球營收預(yù)計將從2022年的370億美元攀升至2032年的540億美元。無繩工具作為增長最快的細(xì)分領(lǐng)域，目前出貨量占比已超過60%，預(yù)計到2032年銷售額將翻一番。電鉆和起子機預(yù)計將占銷售額的34.5%，而電池驅(qū)動戶外設(shè)備的需求持續(xù)加速，推動電池應(yīng)用的強勁增長。

Qorvo如何將設(shè)計難題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化方案

電動及園藝工具的開發(fā)工程人員面臨諸多關(guān)鍵設(shè)計挑戰(zhàn)，例如：

在電池供電應(yīng)用中最大化續(xù)航時間與能效，同時應(yīng)對電芯漂移問題（該問題會縮短運行時間和使用壽命）

在緊湊設(shè)計中實現(xiàn)高扭矩與低噪音

確保惡劣環(huán)境下的電機控制安全可靠

降低BOM成本與PCB占板面積，同時提升用戶安全性

Qorvo通過高度集成的電池管理系統(tǒng)（BMS）和電機控制器件（MCD）應(yīng)對上述需求，這些器件集成了ARM Cortex MCU、PMIC、可配置模擬前端（AFE），以及內(nèi)置保護(hù)功能。

PAC22140與PAC25140BMS器件支持多種電芯化學(xué)體系下的高串?dāng)?shù)配置（10S–20S，“S”為串?dāng)?shù)后綴），并提供精準(zhǔn)監(jiān)測、先進(jìn)安全機制，和主動電芯均衡功能，有效延長續(xù)航時間與電池壽命。硬件級保護(hù)功能——包括過充、過放、短路及熱保護(hù)——可獨立于MCU代碼運行，實現(xiàn)快速響應(yīng)。集成算法提升了荷電狀態(tài)（SOC）與健康狀態(tài)（SOH）的估算精度，內(nèi)置診斷功能與通信接口更支持預(yù)測性維護(hù)和無縫系統(tǒng)集成。通過整合MCU、電源管理與AFE功能，設(shè)計人員可顯著降低BOM成本、加快產(chǎn)品上市速度，并實現(xiàn)跨平臺設(shè)計擴展。

圖1，采用Qorvo BMS和MCD的關(guān)鍵優(yōu)勢概述

在電機控制方面，Qorvo的解決方案，如PAC55711和ACT72350，將高電機效率與多模式電源管理、Vds感測以及可配置AFE相結(jié)合，實現(xiàn)了精確的扭矩和轉(zhuǎn)速控制。這些特性可在不同負(fù)載條件下優(yōu)化運行時間和性能表現(xiàn)，同時防止過載、過流，及過熱。憑借看門狗定時器、集成式故障檢測，和高階電源調(diào)節(jié)功能，Qorvo電機控制器打造了穩(wěn)健、緊湊，且可靠的解決方案。

Qorvo的BMS與MCD產(chǎn)品組合共同構(gòu)建了一個可擴展平臺，有效降低設(shè)計復(fù)雜度、提升安全性，并助力OEM廠商打造更智能、續(xù)航更長、效率更高的無繩電動工具與園林工具。

參考設(shè)計框圖

Qorvo的參考設(shè)計框圖凸顯電動工具中電池管理與電機控制的無縫集成。一個典型系統(tǒng)可采用PAC22140或PAC25140進(jìn)行智能電池監(jiān)測，并搭配ACT72350實現(xiàn)BLDC電機控制。如下圖所示，電機控制器位于工具（如電鉆）內(nèi)部，而電池管理控制器則安裝在電池組內(nèi)。

圖2：應(yīng)用場景中BMS與MCD的高級參考設(shè)計

Qorvo 產(chǎn)品推薦

結(jié)論

Qorvo的多元化技術(shù)產(chǎn)品組合正在重新定義電動及園藝工具的可能性。從更智能的電池管理、靜音高轉(zhuǎn)矩電機控制，到穩(wěn)健的連接性與精準(zhǔn)定位，Qorvo賦能OEM廠商開發(fā)功能豐富、高效、互聯(lián)且安全的工具。無論是面向?qū)I(yè)消費者市場還是工業(yè)市場，Qorvo都能憑借對芯片與系統(tǒng)的獨到洞察，更迅速地交付更智能的解決方案。

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