行业背景

前几天宇树G1机器人实现了侧空翻动作并保持了平衡，这种侧空翻需要克服旋转带来的非对称角动量分布问题，实验数据显示腾空阶段角加速度峰值达180 rad/s，着陆冲击力达4.5倍自重，对关节驱动系统爆发性和轻量化要求更高！其核心零部件国产化率超90%，成本较进口压缩40%，恭喜中国企业以电驱降本实现弯道超车！今天合科泰为您讲解人形机器人模块构成及其涉及到的MOS管是如何为机器人侧空翻完成能量转换的。

机器人关节模组构成

人形机器人机器人关节模块正向“高集成、高动态、低时延”方向发展，核心在于电机、减速器、传感器的协同优化，关节模组有八大核心部件（如图），包括电机端绝对值编码器、直流驱动器温度传感器摩、输出端多圈绝对值编码器、摩擦式制动保持器、无框力矩电机、扭矩传感器、精密谐波减速机。

伺服系统负责驱动机器人的运动，由伺服驱动器和伺服电机组成。其中，伺服驱动器负责位置、速度、转矩等各项控制；伺服电机是伺服系统中控制机械元件运转的发动机，将接收到的电压信号转化为转矩和转速，以驱动控制对象。

MOS管应用

1、电机控制：

侧空翻离地瞬间髋膝关节在10ms内输出峰值扭矩，有高瞬时功率要求，作为电机核心驱动的MOS需具备低导通电阻（RDS(on) <1mΩ）和高电流耐受（>500）能力；且关节电机的动态响应需求，需要控制周期缩短至毫秒级，MOS的开关频率需达100kHz以上才能满足其快速切换响应需要；最后散热和可靠性对电机控制也很重要。

2、电源管理：

侧空翻时电池瞬间放电功率可达到50kW，通过同步整流的MOS关可实现电流转换效率提升；通过MOS的智能开关矩阵，可优先向关键关节分配能量，以确保动作连贯性；而在母线电压波动时（如±20V），TVS-MOS集成保护快速关断MOS管，可防止过压击穿驱动电路。

3、信号保障：

惯性测量单元（IMU）、力矩传感器等使用低阈值MOS，可减少采集噪声，确保反馈精度；传感器通过LVDS接口对数据融合处理，满足实时控制需求。

选型推荐

合科泰自研MOS管导通损耗相较进口产品降低15%，在电机控制、电源管理、信号保障方面为您推荐以下性能良好的MOS管，详细参数见下图：