TI:用更全面专业的参考设计助力工业创新

2017-07-26 14:28:39 来源:EEFOCUS
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提到工业应用,我们首先会想到变频和伺服,“但是在TI看来,工业涵盖的领域非常广泛,包括14类工业市场:工厂自动化与控制、电机驱动器、楼宇自动化、电力输送、医疗、测试与测量等。”TI华东区销售和应用总经理吕昱昭认为,“不论是工业4.0或是中国制造2025,最后的落地点还是要实现更高效,更智能,更绿色。如何让效率做到更高、更节能、稳定性更好?这是所有元器件及方案厂商都在考虑的问题。未来随着工业应用的需求越来越高,对测试设备的要求也会越来越高;而随着工业自动化的发展,工业机器人和机器视觉越来越被重视:一方面是控制,另一方面是视觉,这会给EP和Analog更多机会。”

 


创新推动工业系统的发展


最全面的解决方案给用户多重选择
工业领域涉及多个应用市场,需求也对应增多,而且会随着应用的变化越来越多,越来越复杂。要全面地支持工业市场的发展,需要一整套全面的解决方案。吕昱昭介绍,“从TI的产品来看,从处理器到模拟器件所涵盖的种类很多,包括处理器、微控制器、无线、ADC/DAC、运放、保护、电源等,大约有十万种产品,给用户提供多重选择。随着工业自动化和更智能化需求的出现,TI不仅有传统的温度传感器、湿度传感器,还推出了超声、位移、液体检测等传感器,以满足更新的需求。”
 


处于工业系统核心的TI模拟和嵌入式处理技术


产品种类齐全、性能良好是TI的一大优势,除此之外,TI在研发、制造和市场投入也很大。吕昱昭强调,“从技术研发和制造流程来看,TI拥有300mm最先进的模拟生产线,从市场渠道来看,TI在中国有18个分公司,这使TI更加贴近客户,可以近距离给客户提供更完善的技术支持。”

TI Designs:让用户集中精力研究应用实现
在技术领域都讲究专业的人做专业的事,而专业的人如果撇开产品周边设计,注重自己的领域就能更快做出成绩。在这里我们不得不提到TI Designs,它是TI根据客户的应用针对某些市场做的参考设计,目的是为了贴近客户需求,让客户的产品能够更快地投入市场。

TI的参考设计能够覆盖上述所有工业市场的应用领域,TI已经拥有超过2000多种TI Designs,客户可以很容易地从官网上找到自己想要的资源。目前TI Designs不仅提供参考设计,还会提供全套的原理图、PCB布局和Gerber文件。对客户来说,他们可以花更多时间在应用实现上,而非硬件设计上。吕昱昭举例说明,“有些客户需要做云台控制,他们可以把精力更多的集中在算法上,和硬件相关的需求可以交给TI,TI可以把这些做成更完整的参考设计,这样可以节省客户的资源和时间。”

TI提出将用全面的解决方案来助力工业领域的创新,吕昱昭先生也分享了具体的应用方案。

三相氮化镓逆变器参考设计:效率可达99%
TI的三相氮化镓逆变器参考设计可以帮助工程师构建200V、2kW交流伺服电机驱动器和下一代工业机器人,具有快速的回流控制,更高的效率,更精准的速度和转矩控制,效率可达99%。为什么会达到这样的性能指标?这是得益于GaN的高性能,GaN模块可使设计开关比硅FET快5倍,可在100kHz时实现高于98%的效率水平,在24kHz脉宽调制频率下,实现高于99%的效率水平。使用GaN,设计人员可以优化开关性能,减少电机的功率损耗,并可降低散热片的尺寸以节省电路板空间。与低电感电机配合使用时,以100kHz运行逆变器,可大幅改善转矩脉动。


C2000控制器在伺服领域实现实时控制

 


 
工业伺服控制-为何需要更高的带宽


在工业伺服控制领域,TI有以实时控制著称的C2000微控制器,包括高效率的CPU及其协处理器、高精度的PWM,以及高性能的ADC/DAC,从而使C2000控制器以更高的控制带宽成为行业内翘楚。伺服驱动器为什么对控制的带宽要求很高?为何像工厂自动化机械、机器人装配系统和物料搬运设备等应用期望工业伺服驱动器系统获得更高带宽呢?吕昱昭解释,“这是为了提高工厂生产效率,更高的带宽控制直接影响着制造商的总利润。带宽越高,意味着控制精度越高,可以带来高品质的产品,同时减少浪费。这使得驱动器的响应时间变得至关重要,它始终会影响驱动器对干扰的响应速度。响应速度足够快,才能处理控制质量。伺服驱动器如果响应迟钝,会拖慢整个处理过程,影响生产效率。快速、平滑的响应能够带来更高的生产量,减少浪费。提高伺服驱动器性能的核心在于系统电流环路性能或转矩响应。电流环路是决定系统性能的关键。TI新推出的DesignDRIVE快速电流环路软件,具有创新的子周期PWM更新技术,可以帮助将伺服驱动器中电路环路性能提高到小于1微秒,可达到电机转矩响应的三倍,而且成本不会增加。”

UPS双向电源参考设计:实现更高效的能源存储
随着不同市场对可再生能源的需求日益增加,电力效率比以往任何时候都更加重要。为满足能源标准和相关法规的要求,工程师必须在保持整体系统低成本的同时,开发高能效系统。TI针对这种需求,推出了48V至400V不间断电源和能量存储系统的2KW隔离双向DC/DC转换器参考设计。

吕昱昭指出,“这款参考设计有三大优点:1.在传统设计中,从48V-400V或者从400V-48V通常需要两套系统,要分别用不同的系统去实现两个功能,这也意味着成本会更高。TI用一套系统实现双向功能,从而节省大量成本;2.效率方面,一般行业内客户达到的效率会在90%左右,该参考设计能够达到94%以上的效率;3.从电路板布局来看,周边器件采用了TI目前最先进的器件,如:INA240是目前最高效的电流感应芯片,AMC1301也是目前最高性能的增强隔离放大器,UCC21520是目前速度最快的隔离栅极驱动器,因为整套方案的配合,TI整体方案的成本更低、电路板空间更紧凑。”

有潜力的市场就会吸引众多竞争者,尤其是中国市场。吕昱昭表示,“中国在制造领域的地位其实是越来越高,在工厂自动化的需求越来越高的情况下,需要配备更高等级的隔离、运放甚至ADC和DAC,会给TI带来更多的机会。”



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郭云云
郭云云

与非网北京站编辑,网名:咖啡不解困。混迹在电子社区,混迹在电子产业圈,虽不如工程师懂技术但也算半个电子人,喜欢听别人讲故事,喜欢思考电子圈的是是非非,更喜欢发表自己的“正理邪说”,时刻保持对所见所得的思考。

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