扫地机器人为半导体元器件带来新的应用机会

据Euromonitor和IFR统计，2019年全球扫地机器人市场销售规模约为33亿美元（约合人民币211.2亿元），2020年上升至55亿美金（约合352亿人民币），其市场规模及渗透率都呈现逐年上涨态势，预估至2024年将达到231.4亿美元。

得益于庞大的消费群体，扫地机器人销量在中国呈爆发式增长，目前中国已成为全球最大的扫地机器人市场。2020年中国扫地机器人销售额为94.1亿元，同比增速22%。

扫地机器人在服务机器人品类中智能化程度较高，除清扫、吸尘、拖地等基本功能之外，智能功能也有了极大的提升，AI视觉识别、dToF导航、3D结构光等技术成功应用于扫地机器人，带来了更好的用户体验。产品功能的增加也为半导体器件带来了诸多新的应用机会。

扫地机器人的结构可以分为系统控制模块、电机模块、传感器模块、通信模块、电源模块五个部分。机器人通过传感器模块的超声波传感器、接近传感器等感知外部的环境，将收集的数据反馈给系统控制单元，在经由内部算法运算规划整体的运行轨迹，实现“定位-构图-规划-清扫”一体化的智能清扫方案。

智能扫地机器人可以自行按照最优化的清洁路径进行全面的清扫，当它没有电的时候，还可以自动回到充电桩去充电。由于充电端口裸露在外部，如果没有相应的保护措施，极易损坏内部电路，故而充电端口的保护变得尤为重要。此外，扫地机器人很多的对外的Interface、Sensors，例如像按键、USB口、RF天线、IO口等敏感接口，都需要加以ESD保护。

保护原理：TVS+OVP组合进行浪涌防护。当充电端有异常瞬间高浪涌电压时，输入端的TVS会迅速把高浪涌电压钳位至一个较低的数值，若此时的输入电压仍超过OVP阈值电压，OVP会快速响应并切断主回路，以保护后端器件避免造成间歇或永久失效。

电源模块是扫地机器人的动力源泉，良好的电源管理可以使扫地机内部各器件在最合适的电压环境下工作，保证整个系统的稳定运行。扫地机器人主要依靠内部蓄电池供电，为了延长电池使用时间提高机器人工作效率，在电源模块中增加线性稳压器是最好的选择。

扫地机器人怎么样才能“动起来”为我们服务，答案是智能的控制加驱动。在控制驱动模块中，最常见的是驱动IC直接驱动MOS管。这里的驱动IC的驱动能力、MOS管寄生电容大小、驱动电阻阻值都将影响MOS管开关速度。

锂电池是扫地机人“力量之源”，锂电池在使用过程中，过充电、过放电和过放流都会影响电池的使用寿命和性能，严重者会导致锂电池燃烧、爆炸状况。每块锂电池都需要安装一块安全保护板，由一块专用IC和若干锂电保护的MOSFET、FUSE等外部元件组成，通过保护环路有效监测并防止对电池产生损害、防止过充、过放和短路造成的危险。