高扭矩“电动工具驱动方案”：搭载笙泉MDF101A芯片的智能控制平台

 

 

电动工具市场成長、笙泉的电钻方案

电动工具(Power Tools)广泛应用于建筑、制造、木工、汽车维修及家庭维修等领域，藉由DIY文化兴起、建筑与基础建设活动增加、无线工具技术进步的带动下，全球电动工具市场规模在2025年估计将达334.4亿美元，预计2025～2037年间将以约6.8%年均复合增长率(CAGR)持续成长 (依据Research Nester 2025年5月报告)。

一、方案架构概述
笙泉科技重磅推出基于MDF101A芯片的电钻解决方案，专为新一代电动工具应用量身打造。其采用无刷电机(BLDC)驱动架构，有效克服传统有刷电机扭矩不足、碳刷磨损快等痛点，大幅提升耐用性与作业稳定性。
 

透过先进无感方波控制技术，实现高扭矩输出与高效率运行，让每一次钻孔都精准有力。内建多路运放与比较器，大幅简化外围电路，降低电磁干扰(EMI)，即使在高精度或严苛环境下也能稳定运行。

本方案特别适用于家庭装修/维修保养、工业制造、建筑工程…等作业场景，是专业工具迈向智能化升级的理想选择。

 

二、核心性能优势

1.动态扭矩增强技术

●采用定制无刷电机搭配MDF101A芯片协同控制，最高输出扭矩达120N/m，轻松应对钢材钻孔、混凝土开孔等重载作业场景

●自适应负载调节：芯片内置12位ADC可实时监测电流波动，透过算法精准维持恒定转速，有效避免操作过程中出现卡顿或失速现象

 

2.无传感器闭环控制

●基于反电动势检测技术 (无需霍尔传感器)，通过比较器精准识别转子位置
●硬件死区时间可调(0~2μs)，防止MOSFET直通烧毁，系统可靠性提升40%

 

3.三种模式+无极调速+安全防护

●三种模式：冲击模式，电钻模式，起拧模式

●无极调速 + 高低速切换 + 一键正反转

 

多重保护机制：

●过流保护（＞90A触发）

●过欠压保护（<12V欠压保护,>28V过压保护）

●堵转保护（响应时间＜100ms）

●MOS温度监控（＞100℃停机）

●缺相保护（相线断开停机）

●偏置电压检测保护（2.5V偏置电压检测）

●无操作自动断电（待机功耗＜0.1W）

 

三、芯片级技术实现

MDF101A芯片关键能力

●内核架构  ：Arm® Cortex®-M0 (60MHz)

●电机控制外设 ：3路PWM互补输出+死区调节，12位ADC(1MSPS)电流采样 

●存储扩展：32KB Flash + 4KB RAM；独立3KB Flash存储作业参数 

●工业防护：6KV ESD/EMC抗干扰设计   

●实时控制优化：硬件除法器加速扭矩和转速计算周期（＜2μs），确保高速钻孔时转速波动率＜5%

 

四、典型应用场景

 

五、方案核心价值

1.尖端算法

●无感方波比较器控制，支持零速大扭矩启动，安全可靠

 

2.寿命提升

●无刷电机寿命＞10,000小时（传统有刷电机＜2,000小时）
●芯片级保护减少电路板维修率60%
 

3.能效突破

●智能换相算法降低铜损，能效转化率达92%
●休眠模式电池待机时间延长至18个月

 

六、应用方框图
 

 

七、总结
笙泉科技MDF101A电钻方案(电动工具)以工业级芯片为核心，采用无感方波控制技术，实现高达 120N/m的超高扭矩输出。内建四档智能调速模式，灵活覆盖从精密电子安装到混凝土破碎等多元应用场景。方案同步强化过载保护与EMC抗干扰能力，为专业级电动工具提供「高扭矩、长寿命、低故障」的三合一技术支撑。


**另可浏览笙泉科技官网电动工具方案 和 BLDC (MDF101A) 产品页面.