电路科普｜人形机器人应用的电源架构

根据高盛研究公司的数据，2025年全球人形机器人出货量在15,000至20,000台之间，预计未来十年将保持超过40%的强劲复合年增长率(CAGR)。推动增长的因素包括运动控制的改进(设计迭代周期缩短至一年以内)、人工智能(AI)自训练软件的使用，以及随着供应链选择增多而带来的成本降低。

人形机器人电路按功能模块化拆分，分为主控核心、电源系统、电机驱动、传感器、人机交互、通信接口六大模块。

48V母线电压是常见选择，也是在保证安全的前提下，能够降低功率损耗并减轻设备重量的最高电压。DC/DC转换器用于为栅极驱动器、伺服、传感器和控制器提供所需的工作电压（常用型号：FH48106、FH89086、FH89032等）。

电池管理系统(BMS)则负责电芯监控和安全保障，电池通常采用低于60V的安全特低电压(SELV)。目前已有能够实现自充电或自主更换电池的人形机器人，这可以减少停机时间，从而提高运行效率。

逆变器为电机提供交流电源。栅极驱动器、逆变器、电机和电机控制器共同构成了一个紧密耦合的系统，可以进行协同优化。永磁同步电机(PMSM)是通常的选择，因为它能提供更平稳、更精确的性能。

驱动电路的小型化使得集成电机驱动成为可能，即将电机及其驱动和传感电路集成在一个封装内，这减少了线缆损耗和电感，从而改善了动态响应。