珠海2026年3月9日 /美通社/ -- 在消费升级的浪潮下，空气净化器等小家电产品正从基础功能型向高品质体验型快速迭代。电机作为其核心部件，传统采用的方波控制技术正逐渐被磁场定向控制（FOC）技术所取代。因为FOC技术能显著提升电机运行平滑度，有效降低设备噪音，为用户营造更舒适的家居环境。
随着产品向小型化、集成化、智能化方向演进，传统"MCU+外置驱动"分立式FOC方案，暴露出BOM成本高、PCB占用空间大、系统复杂度高等问题，已难以满足新一代空气净化器产品的设计需求。
G32M3101空气净化器参考方案
极海推出了G32M3101空气净化器参考方案，专为空气净化器及类似风机应用量身打造的高集成电机控制方案，其搭载G32M3101电机控制SoC，采用Cortex-M0+内核，单芯片集成40V 3P+3N栅极驱动器及5V/60mA LDO，实现 "MCU + 驱动 + 电源" 三合一高集成架构，大幅精简外围电路、缩小PCB尺寸、降低系统复杂度与BOM成本。
同时，借助芯片内置的DIV/MULT硬件算法加速单元，高效执行FOC算法，让电机运行更平滑、噪音更低，助力客户打造静音、稳定、高品质的空气净化器产品。
方案板
方案介绍：
- 便捷供电设计：G32M3101支持24V电压直接输入，利用片内集成的LDO为MCU内核供电，驱动功率开关管，无需复杂的外部电源转换电路，大幅简化系统供电架构；
- 灵活调速与转速反馈：通过GTMR（通用定时器）捕获外部输入的PWM频率作为速度命令，实现电机转速的实时调节；同时通过BTMR（基本定时器）输出PWM频率，实时反馈电机当前运行转速，便于系统精准监控；
- 智能启停控制：当用户输入转速命令超过或低于设定阈值时，电机将自动启动或关闭；
- 精准电流检测与控制：电机运行过程中，通过芯片内置的高性能运算放大器及采样电路，实时采集电机相电流数据，经坐标变换处理后，可精确控制电机的力矩电流大小及相位；
- 高效FOC控制算法，通过ATMR（高级定时器）输出三路互补PWM波，驱动逆变器开关元件，实现精准的电机矢量控制。
应用框图
同时，极海提供完善的算法库包含坐标变换、矢量控制核心函数、数学库及观测器库函数等，无需客户开发核心算法，可大幅降低开发门槛；配备灵活的参数配置工具，支持用户对电机核心电气参数、统一标定参数进行快捷配置；提供低速/高速观测器参数配置，可灵活设定顺逆风启动参数设定以及IPD（初始位置检测）启动使能，适配不同应用场景需求。
电机运行时电流波形图
方案优势：
- 高集成度SoC设计：单芯片集成MCU+Gate Driver+LDO，大幅减少外围元器件，有效降低BOM成本与PCB占用面积，适配小家电小型化、集成化设计需求；
- 双电阻无感FOC控制：采用双电阻采样无感矢量FOC控制，降低电机运行噪音，提升电机运转平滑度，优化产品使用体验；
- 高级启动与观测策略：支持多观测器+PLL协同运行，具备开环/闭环启动、顺逆风启动（迎风/逆风状态下平稳切入）、IPD初始位置检测等高级功能，轻松适应风机类负载的复杂工况；
- 双闭环精准控制：支持速度闭环与功率闭环双重控制机制，可实时调节电机运行状态，确保空气净化器在不同滤网损耗状态下风量的稳定性；
- 完善的保护机制：芯片集成过流、过压、欠压、堵转等多种安全保护功能，可实时监测系统运行状态，提升整机运行可靠性；
- 静音舒适体验：充分发挥FOC算法优势，消除电机换相噪音，满足卧室、书房等场景对静音的严苛要求。
G32M3101电机控制SoC介绍
- 高效内核与算法加速：基于Cortex-M0+，工作主频64MHz，集成电机控制专用的32/32-bit除法器（支持有符号/无符号运算），大幅加速FOC算法中的除法运算与数学处理；
- 高集成度设计：内置40V 3P+3N栅极驱动器与5V/60mA LDO，直接驱动MOS管为系统供电，简化整体电源设计；
- 高性能ADC与DMA：配备最大2MSPS采样率的12-bit高精度 ADC，支持DMA模式，可将量化数据直接搬运至存储数组；由TMR1的TRGO0信号触发采样，降低CPU负载，确保采样的实时性与同步性；
- 高精度模拟外设：集成2个运算放大器（OP-Amp），用于精准采样电机电流；2个可编程模拟比较器（COMP）用于硬件级过流异常检测，响应速度快，可及时规避电机及芯片损坏风险；
- 丰富的通信接口：集成UART、SPI接口，可灵活拓展IoT模组、PM2.5传感器及显示面板，满足智能家电、小型电机等的多样化功能需求；
- 灵活的封装选择：提供QFN32、SSOP24、SSOP28及LQFP32多种封装选择，适配不同产品标准与PCB空间限制，满足从超小型化设计到标准板型的多样化需求。
高性能SoC+算法赋能助力行业降噪增效、灵活开发
面向空气净化器及智能家电应用市场，极海推出的G32M3101空气净化器参考方案，凭借"高集成度SoC+优化算法库"的组合优势，解决了传统方案体积大、噪音高、开发难的问题。不仅实现了高可靠的混合信号处理与电机FOC控制，更通过多样化的封装选择，灵活适应客户产品设计需求。
未来，极海将持续深耕电机控制技术的创新，通过完善的生态系统与全方位的技术支持，助力客户缩短产品上市周期，全面提升终端产品的市场竞争力。
如需更多方案信息，请联系极海各办事处销售经理或访问极海官网（ www.geehy.com ）进行登记。
关于极海
珠海极海半导体有限公司，隶属于纳思达集团(002180)，是一家专注于工业级/车规级微控制器、高性能模拟与混合信号IC及系统级芯片研发与设计的集成电路设计型企业。极海团队具备20年集成电路设计与嵌入式系统开发经验，主要为工业、汽车电子、能源以及消费电子等行业提供多平台及场景的可靠芯片产品及解决方案，满足客户在高度集成、精准控制、安全识别及效能提升等创新应用中的多元需求。
