機器人行業(yè)發(fā)展勢頭迅猛。隨著機器人技術持續(xù)進步，工程師在設計系統(tǒng)時面臨日益嚴峻的挑戰(zhàn)，要求系統(tǒng)更智能、更高效，并能更好地適配不同環(huán)境。從工業(yè)自動化與物流，到醫(yī)療保健和服務機器人等領域，現(xiàn)代設計必須在緊湊且經(jīng)濟高效的架構內實現(xiàn)精準的運動控制、可靠的連接，以及強大的電源管理。滿足這些需求，離不開既能平衡性能與效率，又能實現(xiàn)無縫系統(tǒng)集成的先進技術。

Qorvo憑借在連接、傳感和電源管理領域的解決方案組合，助力工程人員克服上述挑戰(zhàn)，為下一代機器人創(chuàng)新提供支持。

市場與應用格局

根據(jù)麥肯錫2025年6月發(fā)布的一份報告，假設具身人工智能（embodied AI）及相關軟件穩(wěn)步發(fā)展，到2040年，通用機器人市場規(guī)模有望達到近3700億美元。這凸顯了機器人技術在制造業(yè)、物流業(yè)、軍事、醫(yī)療保健等領域及更廣泛市場空間內強勁且可持續(xù)的增長勢頭。人工智能（AI）、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）和云計算等技術的進步推動了這一擴張，助力機器人走出傳統(tǒng)應用場景，勝任日益多樣化與復雜的任務。

這一增長主要由三大因素驅動：首先是快速的技術創(chuàng)新，讓機器人變得更智能、功能更多樣；二是各行業(yè)對自動化的需求日益增長；以及通過減少人力投入實現(xiàn)成本效益的提升。全球機器人領域的五大趨勢如下：

AI與機器學習

協(xié)作機器人——專為與人類安全、高效協(xié)同作業(yè)而設計

移動機械臂——融合自主導航移動底盤與任務執(zhí)行機械臂的機器人

數(shù)字孿生——通過實時雙向數(shù)據(jù)流構建的物理機器人系統(tǒng)動態(tài)虛擬映射

類人機器人——采用類人軀體設計的機器人，具備頭部、軀干和腿部結構

這些趨勢共同重新定義了機器人與環(huán)境的交互方式、復雜任務的執(zhí)行能力，以及與人類安全協(xié)作的模式。

Qorvo如何將設計難題轉化為優(yōu)化解決方案

機器人技術開發(fā)工程人員面臨諸多關鍵設計挑戰(zhàn)，例如：

實現(xiàn)精準定位與精確運動控制等機器人功能

提供強健、低延遲連接以實現(xiàn)無縫的指令及控制

在各種工業(yè)或戶外環(huán)境中獲得可靠的自主導航和操作

在各種工況下保障系統(tǒng)安全性、可靠性與性能一致性

降低BOM成本及整體系統(tǒng)尺寸，以提高效率和可制造性

針對當今機器人領域最緊迫的設計挑戰(zhàn)，Qorvo提供一整套全面的組件，為廣泛的應用領域帶來精準度、可靠性，和高效性。

對于精準定位和自主移動，Qorvo的超寬帶（UWB）定位解決方案可獲得±5厘米的測距精度，在倉庫或生產環(huán)境中實現(xiàn)資產跟蹤和自主導航等高級功能。

在現(xiàn)代機器人系統(tǒng)中，電源管理同樣舉足輕重；Qorvo利用靈活的電池管理系統(tǒng)（BMS）滿足這些需求。該系統(tǒng)支持10節(jié)至20節(jié)電芯應用，適用于各種電芯化學體系。工業(yè)級BMS安全功能進一步增強了系統(tǒng)安全性，提供快速故障保護、精準電芯均衡，以及精確的荷電狀態(tài)（SOC）和健康狀態(tài)（SOH）監(jiān)測；這對于維持機器人集群的可靠性和最大化正常運行時間至關重要。

圖1，Qorvo如何應對機器人解決方案中的挑戰(zhàn)

為了高效供電和調節(jié)電源，Qorvo緊湊、靈活的電源管理IC（PMIC）提供多路高壓軌，以滿足廣泛的系統(tǒng)電壓和電流需求，優(yōu)化性能及電路板空間。

在電機控制方面，穩(wěn)健的無刷直流（BLDC）驅動解決方案將微控制器（MCU）、柵極驅動器，和電源管理集成在一個節(jié)省空間的配置中，降低系統(tǒng)成本及復雜性。

最后，為確保無縫通信和控制，Qorvo的集成式Wi-Fi前端模塊（FEM）和濾波器帶來低延遲、無干擾的無線連接，即使在具有挑戰(zhàn)性的RF環(huán)境中也能支持穩(wěn)定且響應迅速的運行。這些技術共同助力工程人員設計出更強大、高效，且互聯(lián)的機器人系統(tǒng)，在多樣化應用場景與環(huán)境條件下可靠運行。

圖2，應對機器人技術應用挑戰(zhàn)的組件特性

參考設計框圖

Qorvo的參考設計框圖凸顯了RF技術、電源管理、電池管理，和電機控制在機器人技術中的無縫集成。

圖3，機器人解決方案的高級參考設計

Qorvo 產品推薦

電機控制與驅動器

PAC5527

48V BLDC/PMSM可編程電機控制器與驅動器，搭載150MHz ARM Cortex M4F處理器

ACT72350

160V柵極驅動器，配備可配置AFE及內置電源管理器

電池管理系統(tǒng)

PAC22140

包含50MHz ARM Cortex M0處理器；并配備斷路器控制、電芯均衡、電源管理，以及集成在AFE中的雙16位ADC、保護比較器，和DAC

PAC25140

包含150MHz ARM Cortex M4F處理器；并配備浮點運算單元、斷路器控制、電芯均衡、電源管理，以及集成在AFE中的雙16位ADC、保護比較器，和DAC

ACT88760

5V PMIC，含7個大電流降壓轉換器、6個LDO，和10個GPIO

超寬帶解決方案

QM35825

6.5GHz和8.0GHz UWB收發(fā)器，集成4個靈活RF端口、LNA、PA和RF開關，搭載帶安全隔離區(qū)的Cortex-M33處理器，并配備豐富的安全特性與通信外設

Wi-Fi 前端模塊

QPF4259

2GHz Wi-Fi 7高功率FEM，5V高增益低噪聲系數(shù)，具備二次與三次諧波濾波功能，并支持5GHz抑制以實現(xiàn)DBDC工作模式

QPF4257

2GHz Wi-Fi 7高功率FEM，5V高增益低噪聲系數(shù)，具備二次與三次諧波濾波功能，并支持5GHz抑制以實現(xiàn)DBDC工作模式

Wi-Fi BAW 濾波器

QPQ5503、QPQ5604、QPQ5200、QPQ5230

高功率Wi-Fi共存BAW帶通濾波器，適用于2.4、5、6GHz頻段

結論

隨著機器人應用在各行業(yè)不斷拓展，實現(xiàn)性能、可靠性和能效的提升已成為在實際應用中取得成功的關鍵。Qorvo利用成熟的技術，助力工程人員達成這些目標；這些技術能夠簡化復雜的設計難題——從基于UWB的精準定位、安全可靠的連接，到高效的電源控制與系統(tǒng)優(yōu)化。通過將創(chuàng)新與實用的集成技術相結合，Qorvo使開發(fā)人員能夠更快地將更智能、功能更強大，且高度互聯(lián)的機器人推向市場。