洗碗機(jī)標(biāo)配BLDC電機(jī)成主流，BLDC驅(qū)動(dòng)芯片廠商的新機(jī)會(huì)

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/吳子鵬）統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2023年中國洗碗機(jī)行業(yè)市場規(guī)模達(dá)到120億元，較上年增長11.11%。2024年第一季度累計(jì)零售量為35萬臺(tái)，同比增長2.1%。數(shù)據(jù)顯示，雖然當(dāng)前洗碗機(jī)市場處于上升周期內(nèi)，但還未達(dá)到大眾普及的預(yù)期。

2023年，中國洗碗機(jī)市場依然被西門子、方太、美的、老板電器、海爾集團(tuán)五家企業(yè)把控，合計(jì)市場份額高達(dá)83.7%，行業(yè)市場集中度較高。進(jìn)入2024年，中國洗碗機(jī)市場的競爭依然很激烈，企業(yè)都希望通過差異化創(chuàng)新吸引更多的消費(fèi)者。在此過程中，基于BLDC電機(jī)打造洗碗機(jī)，甚至是全系標(biāo)配BLDC電機(jī)成為主流選擇。

比如，西門子的洗碗機(jī)就是幾乎全系標(biāo)配了BLDC電機(jī)，還有5D噴淋系統(tǒng)+軟水裝置+三層精濾系統(tǒng)，得到了很多消費(fèi)者的青睞。

洗碗機(jī)常用的三種電機(jī)

目前，市場上的洗碗機(jī)主要搭載三種類型的電機(jī)，分別是BLDC電機(jī)、異步電機(jī)和直流有刷電機(jī)。

其中，異步電機(jī)是一種交流電機(jī)，其負(fù)載時(shí)的轉(zhuǎn)速與所接電網(wǎng)頻率之比不是恒定值。異步電動(dòng)機(jī)的基本特點(diǎn)是，轉(zhuǎn)子繞組不需與其他電源相連，其定子電流直接取自交流電力系統(tǒng)。與其他電機(jī)相比，異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單，制造、使用、維護(hù)方便，運(yùn)行可靠性高，重量輕，成本低。和同功率、同轉(zhuǎn)速的直流電動(dòng)機(jī)相比，異步電機(jī)通常在體積和成本方面更有優(yōu)勢。不過，異步電機(jī)大都效率不高，并且難以實(shí)現(xiàn)高精度的電機(jī)控制，一般智能洗碗機(jī)都不會(huì)選擇異步電機(jī)。

直流有刷電機(jī)通過機(jī)械換向，即使用電刷和換向器（或集電環(huán)）來實(shí)現(xiàn)電流方向的改變，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。這種機(jī)械換向的方式存在摩擦和損耗，需要定期更換和維護(hù)電刷。區(qū)別于BLDC，直流有刷的電刷裝置是用來引入或引出電壓和電流的，主要結(jié)構(gòu)就是定子+轉(zhuǎn)子+電刷，通過旋轉(zhuǎn)磁場獲得轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，從而輸出動(dòng)能。電刷與換向器不斷接觸摩擦，在轉(zhuǎn)動(dòng)中起到導(dǎo)電和換相作用。不過，直流有刷電機(jī)相互滑動(dòng)，會(huì)摩擦碳刷，造成損耗，且有很大的噪音。另外，由于不定期更換碳刷，使用壽命相對(duì)較短。因此，高端洗碗機(jī)當(dāng)前基本很少會(huì)選擇直流有刷電機(jī)了。

BLDC由電動(dòng)機(jī)主體和驅(qū)動(dòng)器組成，由于是以自控式運(yùn)行的，所以不會(huì)像變頻調(diào)速下重載啟動(dòng)的同步電機(jī)那樣在轉(zhuǎn)子上另加啟動(dòng)繞組，也不會(huì)在負(fù)載突變時(shí)產(chǎn)生振蕩和失步。這是因?yàn)锽LDC電機(jī)沒有了直流有刷電機(jī)的電刷及換向器等結(jié)構(gòu)，線圈繞組不參與旋轉(zhuǎn)而是作為定子，永磁體作為轉(zhuǎn)子，通過控制線圈電流方向來改變磁場方向，從而使轉(zhuǎn)子持續(xù)旋轉(zhuǎn)。相較而言，BLDC電機(jī)使用壽命長、噪音低、轉(zhuǎn)速快，但是相對(duì)價(jià)格更貴，是高端智能洗碗機(jī)的首選。

BLDC驅(qū)動(dòng)廠商的新機(jī)遇

目前，在高端洗碗機(jī)產(chǎn)品中，主要搭載BLDC變頻電機(jī)，變頻電機(jī)對(duì)電能的利用率是普通電機(jī)的兩倍，穩(wěn)定，靜音，能精準(zhǔn)控制洗滌動(dòng)力，壽命也比定頻電機(jī)長。

BLDC電機(jī)的轉(zhuǎn)子是永磁體，通過改變周圍的線圈所產(chǎn)生的磁場的方向使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。通過控制通向線圈的電流方向和大小來控制轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。因此，驅(qū)動(dòng)電路在BLDC電機(jī)中是重要的一環(huán)。當(dāng)前，在空調(diào)、冰箱和洗衣機(jī)中，BLDC電機(jī)已經(jīng)非常普及。不過，松下家電電機(jī)的研發(fā)主任工程師常建明曾表示，“從目前來看，永磁BLDC電機(jī)在家電領(lǐng)域的應(yīng)用比重會(huì)持續(xù)增長?！逼渲幸徊糠衷隽啃枨蟊闶莵碜韵赐霗C(jī)，成為驅(qū)動(dòng)廠商的新機(jī)遇。

從驅(qū)動(dòng)控制電路來看，BLDC驅(qū)動(dòng)控制電路包括MCU、全橋驅(qū)動(dòng)電路、霍爾反饋電路、電流采樣電路等。如果以類型來看，BLDC電機(jī)的驅(qū)動(dòng)架構(gòu)大概有四種模式：DSP+外圍驅(qū)動(dòng)+外圍采樣、MCU+外圍驅(qū)動(dòng)+外圍采樣、具有預(yù)驅(qū)和采樣功能的專用MCU、以及專用SoC芯片等。軟件實(shí)現(xiàn)上，可以使用方波、或者正弦波（PMSM）方式控制。目前，BLDC驅(qū)動(dòng)IC依然在不斷上新。

比如，PI近期推出了全新高壓集成半橋（IHB）電機(jī)驅(qū)動(dòng)器IC產(chǎn)品系列BridgeSwitch-2，進(jìn)一步增強(qiáng)BLDC的軟硬件組合解決方案。BridgeSwitch-2芯片內(nèi)部集成了上管和下管的驅(qū)動(dòng)以及兩個(gè)性能加強(qiáng)的FREDFET，內(nèi)部采用無損耗的電流檢測，可提供高達(dá)99%的逆變器效率。由于IHB發(fā)熱點(diǎn)比較集中，因此能夠大幅縮小PCB占板尺寸。

當(dāng)然，國產(chǎn)芯片廠商目前在BLDC方面的競爭力也很強(qiáng)，比如兆易創(chuàng)新、中穎電子、靈動(dòng)股份、凌鷗創(chuàng)芯、中微半導(dǎo)、國民技術(shù)、航順芯片、小華半導(dǎo)體、峰岹科技等廠商都有一些不錯(cuò)的產(chǎn)品。

結(jié)語

目前白電市場遇到了一定的市場挑戰(zhàn)，洗碗機(jī)是為數(shù)不多正向增長的產(chǎn)品類別。當(dāng)前，高端洗碗機(jī)基本轉(zhuǎn)向了BLDC電機(jī)，這對(duì)驅(qū)動(dòng)芯片來說是一個(gè)市場機(jī)遇，有望在洗碗機(jī)的普及中取得更好的市場成績。