Qorvo射频与电源管理解决方案助力打造下一代机器人

机器人行业发展势头迅猛。随着机器人技术持续进步，工程师在设计系统时面临日益严峻的挑战，要求系统更智能、更高效，并能更好地适配不同环境。从工业自动化与物流，到医疗保健和服务机器人等领域，现代设计必须在紧凑且经济高效的架构内实现精准的运动控制、可靠的连接，以及强大的电源管理。满足这些需求，离不开既能平衡性能与效率，又能实现无缝系统集成的先进技术。

Qorvo凭借在连接、传感和电源管理领域的解决方案组合，助力工程人员克服上述挑战，为下一代机器人创新提供支持。

市场与应用格局

根据麦肯锡2025年6月发布的一份报告，假设具身人工智能（embodied AI）及相关软件稳步发展，到2040年，通用机器人市场规模有望达到近3700亿美元。这凸显了机器人技术在制造业、物流业、军事、医疗保健等领域及更广泛市场空间内强劲且可持续的增长势头。人工智能（AI）、物联网（IoT）和云计算等技术的进步推动了这一扩张，助力机器人走出传统应用场景，胜任日益多样化与复杂的任务。

这一增长主要由三大因素驱动：首先是快速的技术创新，让机器人变得更智能、功能更多样；二是各行业对自动化的需求日益增长；以及通过减少人力投入实现成本效益的提升。全球机器人领域的五大趋势如下：

AI与机器学习

协作机器人——专为与人类安全、高效协同作业而设计

移动机械臂——融合自主导航移动底盘与任务执行机械臂的机器人

数字孪生——通过实时双向数据流构建的物理机器人系统动态虚拟映射

类人机器人——采用类人躯体设计的机器人，具备头部、躯干和腿部结构

这些趋势共同重新定义了机器人与环境的交互方式、复杂任务的执行能力，以及与人类安全协作的模式。

Qorvo如何将设计难题转化为优化解决方案

机器人技术开发工程人员面临诸多关键设计挑战，例如：

实现精准定位与精确运动控制等机器人功能

提供强健、低延迟连接以实现无缝的指令及控制

在各种工业或户外环境中获得可靠的自主导航和操作

在各种工况下保障系统安全性、可靠性与性能一致性

降低BOM成本及整体系统尺寸，以提高效率和可制造性

针对当今机器人领域最紧迫的设计挑战，Qorvo提供一整套全面的组件，为广泛的应用领域带来精准度、可靠性，和高效性。

对于精准定位和自主移动，Qorvo的超宽带（UWB）定位解决方案可获得±5厘米的测距精度，在仓库或生产环境中实现资产跟踪和自主导航等高级功能。

在现代机器人系统中，电源管理同样举足轻重；Qorvo利用灵活的电池管理系统（BMS）满足这些需求。该系统支持10节至20节电芯应用，适用于各种电芯化学体系。工业级BMS安全功能进一步增强了系统安全性，提供快速故障保护、精准电芯均衡，以及精确的荷电状态（SOC）和健康状态（SOH）监测；这对于维持机器人集群的可靠性和最大化正常运行时间至关重要。

图1，Qorvo如何应对机器人解决方案中的挑战

为了高效供电和调节电源，Qorvo紧凑、灵活的电源管理IC（PMIC）提供多路高压轨，以满足广泛的系统电压和电流需求，优化性能及电路板空间。

在电机控制方面，稳健的无刷直流（BLDC）驱动解决方案将微控制器（MCU）、栅极驱动器，和电源管理集成在一个节省空间的配置中，降低系统成本及复杂性。

最后，为确保无缝通信和控制，Qorvo的集成式Wi-Fi前端模块（FEM）和滤波器带来低延迟、无干扰的无线连接，即使在具有挑战性的RF环境中也能支持稳定且响应迅速的运行。这些技术共同助力工程人员设计出更强大、高效，且互联的机器人系统，在多样化应用场景与环境条件下可靠运行。

图2，应对机器人技术应用挑战的组件特性

参考设计框图

Qorvo的参考设计框图凸显了RF技术、电源管理、电池管理，和电机控制在机器人技术中的无缝集成。

图3，机器人解决方案的高级参考设计

Qorvo 产品推荐

电机控制与驱动器

PAC5527

48V BLDC/PMSM可编程电机控制器与驱动器，搭载150MHz ARM Cortex M4F处理器

ACT72350

160V栅极驱动器，配备可配置AFE及内置电源管理器

电池管理系统

PAC22140

包含50MHz ARM Cortex M0处理器；并配备断路器控制、电芯均衡、电源管理，以及集成在AFE中的双16位ADC、保护比较器，和DAC

PAC25140

包含150MHz ARM Cortex M4F处理器；并配备浮点运算单元、断路器控制、电芯均衡、电源管理，以及集成在AFE中的双16位ADC、保护比较器，和DAC

ACT88760

5V PMIC，含7个大电流降压转换器、6个LDO，和10个GPIO    

超宽带解决方案

QM35825

6.5GHz和8.0GHz UWB收发器，集成4个灵活RF端口、LNA、PA和RF开关，搭载带安全隔离区的Cortex-M33处理器，并配备丰富的安全特性与通信外设   

Wi-Fi 前端模块

QPF4259

2GHz Wi-Fi 7高功率FEM，5V高增益低噪声系数，具备二次与三次谐波滤波功能，并支持5GHz抑制以实现DBDC工作模式

QPF4257

2GHz Wi-Fi 7高功率FEM，5V高增益低噪声系数，具备二次与三次谐波滤波功能，并支持5GHz抑制以实现DBDC工作模式    

Wi-Fi BAW 滤波器

QPQ5503、QPQ5604、QPQ5200、QPQ5230

高功率Wi-Fi共存BAW带通滤波器，适用于2.4、5、6GHz频段 

结论

随着机器人应用在各行业不断拓展，实现性能、可靠性和能效的提升已成为在实际应用中取得成功的关键。Qorvo利用成熟的技术，助力工程人员达成这些目标；这些技术能够简化复杂的设计难题——从基于UWB的精准定位、安全可靠的连接，到高效的电源控制与系统优化。通过将创新与实用的集成技术相结合，Qorvo使开发人员能够更快地将更智能、功能更强大，且高度互联的机器人推向市场。