CXMD32164 高度集成电机驱动功率模组
内置MOSFET+电流检测 | 无传感器FOC | WQFN-40L

版本：Rev 1.0 | 2026年7月 | 型号：CXMD32164 | 封装：WQFN-40L（6×6mm）

嘉泰姆电子（JTM-IC）推出的 CXMD32164 是一款针对新型电机驱动应用的高度集成功率模组，将 ARM Cortex-M0电机控制器、3相门极驱动器、6只MOSFET功率开关、5V线性稳压器、电荷泵、Buck转换器 以及 3只电流检测电阻 全部集成于单一封装中，可满足PMSM/BLDC电机驱动应用的需求。芯片内置 32位ARM Cortex-M0 内核（最高60MHz），配合完整的无传感器 磁场定向控制（FOC） 外围电路，包括ADC、DAC、通信接口、SVPWM、看门狗定时器、电流传感器等，无需外加电流检测电阻即可实现精确的相电流采样。内置功率MOSFET支持 8V至28V 输入电压，相电流峰值达 3A，内置短路保护（SCP）、欠压锁定（UVLO）、堵转保护和过温检测。采用 WQFN-40L（6×6mm） 封装，是台扇、通风风机、真空扫地机器人、水泵等应用的理想选择。

1. 产品概述与市场定位

CXMD32164是嘉泰姆电子推出的一款高度集成的电机驱动功率模组，代表了新一代高集成度电机驱动方案的发展方向。该器件将数字控制、模拟驱动、功率级和电流检测完美融合于单一封装中，集成了三相PMSM/BLDC电机控制器、栅极驱动器、6只N-MOSFET功率开关、5V LDO、电荷泵、Buck转换器以及3只电流检测电阻。其核心采用ARM Cortex-M0处理器，配合专用电机控制库，可实现高效的无传感器FOC控制。相较于传统方案，CXMD32164无需外部电流检测电阻和复杂的功率级设计，显著减少了外围元件数量，简化了PCB布局，降低了系统成本。该模块特别适用于台扇、通风风机、真空扫地机器人、水泵等低压电机驱动应用。

2. 主要特点与技术亮点

• 超高集成度：单芯片集成MCU、栅极驱动器、6只MOSFET功率开关、5V LDO、电荷泵、Buck转换器和3只电流检测电阻，极大简化系统设计。
• 内置电流检测：集成3只电流检测电阻，无需外部采样电阻，节省PCB面积，提高检测精度和一致性。
• 高性能MCU：ARM Cortex-M0内核，最高60MHz运行频率，集成16KB MTP、4KB SRAM，内置电机控制算法库。
• 无传感器FOC：支持无需霍尔传感器的磁场定向控制，实现高效率、低噪音运行。
• 集成功率级：内置6只N-MOSFET，支持8V至28V输入电压，相电流峰值达3A，满足中小功率电机驱动需求。
• 集成电源管理：内置5V LDO、电荷泵和Buck转换器，为芯片内部和外部电路提供稳定电源。
• 灵活模拟前端：4通道10位ADC，支持电流和电压检测，内置DAC用于调试。
• 全面保护：过流保护（OCP）、欠压锁定（UVLO）、堵转保护、过温保护（OTP）、VBUS过压/欠压保护。
• 通信与编程：支持I2C和UART通信接口，支持双线编程（ISP），便于系统配置和固件升级。

3. 引脚配置与功能说明

CXMD32164主要引脚包括：U/V/W（三相功率输出，连接电机绕组）、P（母线电压输入，8-28V）、VCC（控制器与驱动器供电）、VDD（数字核心供电）、VB_U/V/W（自举供电，外接自举电容）、VS_U/V/W（高侧浮动地，连接电机相节点）、AD0-AD3（模拟输入，用于电流/电压检测，内置电流检测电阻已连接）、UART_TX/RX、I2C_SCL/SDA、GPIO、复位等。详细引脚定义见数据手册。

4. 极限参数与电气特性

5. 工作原理与设计指导

5.1 系统架构与集成优势

CXMD32164作为一款高度集成的功率模组，将MCU、栅极驱动器、功率MOSFET和电流检测电阻全部集成在单一封装内，为低压电机驱动提供了最紧凑的系统级解决方案。其内部集成的ARM Cortex-M0内核执行无传感器FOC算法，通过内置电流检测电阻（无需外部元件）采样电机相电流，结合内部电机控制库计算PWM占空比，直接驱动内部集成的三相全桥MOSFET。内置的Buck转换器、5V LDO和电荷泵为芯片内部电路提供完整的电源方案，进一步减少外围元件。

5.2 无传感器FOC控制

芯片内置的电机控制库支持无传感器FOC，通过反电动势观测器估算转子位置，无需霍尔传感器即可实现高效率、低噪音的正弦波控制。针对风扇、水泵等负载特性，算法可优化启动和调速性能，提供平滑的转速切换。用户可通过UART或I2C接口灵活配置控制参数。

5.3 内置功率级与电流检测

集成6只N-MOSFET组成三相全桥，支持8-28V输入电压，相电流峰值3A。内置3只电流检测电阻（低侧）直接连接至ADC输入端，无需外部采样电阻，消除了PCB布局引入的检测误差，提高了电流检测的精度和一致性。内置电荷泵为高侧MOSFET提供充足的栅极驱动电压。

5.4 电源管理

内置Buck转换器（输入8-28V）为系统提供5V电源；5V LDO为模拟电路供电；电荷泵为高侧栅极驱动提供升压电压。这种完整的电源管理方案使芯片仅需外部母线电压即可工作，极大简化了系统电源设计。

5.5 模拟前端与保护

4通道10位ADC（内置电流检测电阻已连接至AD通道），可精确检测三相电流和母线电压。集成硬件短路保护（OCP）、欠压锁定（UVLO）、堵转保护、VBUS过压/欠压保护及过温保护（OTP），确保系统安全可靠。

5.6 通信与编程

支持I2C和UART通信接口，用于参数配置和实时调试。支持双线编程（ISP），方便固件升级。

6. 典型应用电路

图2. 典型应用电路（低压电机驱动）

外围元件：母线去耦电容（100μF+0.1μF）、VCC去耦电容（4.7μF）、VDD去耦电容（1μF）、Buck电感（饱和电流>400mA）、自举电容（≥1μF/25V）、通信上拉电阻等。由于内部集成了MOSFET和电流检测电阻，外围电路极为精简，仅需少量阻容元件即可构成完整的电机驱动系统。

7. PCB布局建议

• 功率回路：母线（P）、电机输出（U/V/W）和地之间的功率回路应尽量短而宽，以减小寄生电感。大电流路径应使用大面积铜箔。
• 去耦电容：母线电容、VCC、VDD和Buck输入/输出电容需尽量靠近芯片引脚放置，特别是高频去耦电容应紧贴芯片。
• 自举电容：自举电容应尽量靠近VB和VS引脚，走线短而宽。
• 地线处理：功率地（PGND）、数字地（DGND）和模拟地（AGND）应分开，在芯片散热焊盘处单点连接。AGND为独立回路，勿与DGND和PGND连接。
• Buck转换器：SW节点走线短而宽，电感靠近芯片放置，反馈走线远离噪声源。
• 通信走线：UART/I2C走线远离功率噪声源，上拉电阻靠近芯片放置。FG引脚的GND必须连接到DVSS以避免地弹。
• 散热设计：WQFN-40L封装底部散热焊盘可靠焊接，利用PCB铜箔和过孔辅助散热，确保结温在额定范围内。

8. 台扇/通风风机电机控制设计实例

目标：设计一款采用CXMD32164的台扇或通风风机驱动方案，输入电压24V，电机功率约30W，要求低噪音、高效率，支持无传感器FOC。

• 硬件配置：芯片直接驱动24V BLDC电机；母线电容选用100μF/35V电解电容；内置电流检测电阻（0.1Ω）直接使用；自举电容0.47μF/25V；Buck电感选用22μH（饱和电流>400mA）；I2C接口连接主控MCU接收转速指令。
• 软件配置：利用内置FOC库配置电机参数；设置PWM载波频率为20kHz（规避人耳噪声）；配置过流保护阈值为额定电流的1.5倍；堵转保护时间2s；热关断阈值100°C。
• 运行控制：通过I2C接收转速指令，FOC闭环控制输出SVPWM；故障信号通过GPIO输出至主控。
• 保护策略：过流时硬件OCP逐周期限制；堵转时停止输出并报警；过温时降额运行或停机。
• EMI优化：通过调整死区时间和开关频率，优化EMI性能。

9. 订购信息与技术支持

CXMD32164采用WQFN-40L（6×6mm）封装，无铅、RoHS合规。提供工程样品、量产芯片及全面的技术支持。