高压电机控制系统的隔离、控制器接口和运动反馈设计参考

2019-01-11 14:13:23 来源:eccn
标签:

 

在现代机器人设计中,头部、颈部、四肢的任何活动都需要各种各样电机的支持,如传统的旋转电机、步进电机、直线电机和其它特殊电机,但这些电机的驱动和控制要求各有不同,如何实现各种电机的精确控制解决方案?如何以最低的功耗实现对它们的控制?常常对设计师来说是一大挑战。本文将详细地讨论高压电机控制系统的各核心子系统在具体实现时应注意哪些问题。

 

高压交流(HVAC)电机、工业逆变器或高压永磁无刷电机是高电压系统的几个例子,它们典型地按他们的马力进行分类。虽然仍是最常见的,但其他类型电机也已经出现,如直线电机和内嵌各种激励器实现的齿轮头电机。数字电机控制解决方案允许精确地控制这些机械驱动机构的位置、速度和转矩。在这类大型机械驱动机构中的MOSFET通常容量超过600V。

 

例如,TI有栅极驱动解决方案TPS2829,一个同相高速MOSFET驱动器。当结合反馈环路中的TLV3501比较器时,这些系统中的栅极就可以进行数字控制。另外,TI的MOSFET驱动器(如UCC37321或UCC37323)可以直接驱动小马达或驱动功率器件,如MOSFET或IGBT。

 

高压电机控制系统的主要设计考虑因素

高压电机控制系统的核心子系统包括:控制器、隔离、控制器接口和运动反馈。

 

控制器:TI还提供一系列的控制处理器解决方案,从超低功耗MSP430微控制器到TMS470基于ARM7的处理器和C2000数字信号控制器(DSC)。恰当的控制器可以优化电机驱动效率,提高可靠性和降低整体系统成本。C2000控制器的32位DSP水平的性能和针对电机控制优化的片上外设使用户可以轻松地实现先进的算法,如三相马达的无传感器矢量控制。C2000系列控制器(从低成本F28016到业界首个浮点DSC TMS320F28335)都保持软件兼容。

 

 

隔离:TI的数字隔离器具有逻辑输入和输出缓冲器,它们采用二氧化硅进行隔离,提供4kV的隔离能力。与隔离电源结合使用时,这些器件可以阻隔高电压,隔离地,并防止噪声电流进入本地地,以及干扰或损坏敏感电路。

 

控制器接口:RS-232或RS-422对许多系统而言足够用了。RS-485信令可能会捆绑一些协议,如Profibus、Interbus、Modbus或BACnet,每个针对最终用户的特定需求。有时,控制器局域网(CAN)或EtherNet/IP(工业协议)优先用于满足联网要求。M-LVDS是可以提供更低功耗的一种替代选择。

 

使用外部电路的运动反馈:隔离的Delta-Sigma调制器(AMC1203/AMC1210)非常适合用于分流测量,以拉平毛刺和增加电流反馈分辨率。此外,INA19x(x=3到8)和INA20x(x=1至9)为低端和高端电流分流监测提供很宽的共模电压。

 

霍尔效应或磁传感器通常在测量超过10A的电流时更有效率,而且他们可固有地提供隔离能力。ADS1204、ADS1205和ADS1208是3个推荐器件。为了将±10V(20Vpp)信号连接到采用3.3V或5V电源的ADC上,可使用一个INA159电平差异放大器。像ADS7861/ADS7864或ADS8361/ADS8364的ADC可提供4通道或6声道的同时电流取样。

 
关注与非网微信 ( ee-focus )
限量版产业观察、行业动态、技术大餐每日推荐
享受快时代的精品慢阅读
 

 

继续阅读
自动驾驶汽车想成为主流?还早着呢

Arm首席执行官周二对CNBC表示,自动驾驶汽车成为主流还需一段时间。

一种基于PLC的污水处理控制系统设计

伴随社会经济的发展,现代城市污水量不断增加,工业废水所占比重呈上升趋势。为了改善生态环境,充分进行废物利用,创建节约型、生态型城市。陕西省某县城通过对污水量的预测,结合城市发展前景,确定新建一规模为2×104 m3/d污水处理厂。选用BAF工艺,利用PLC自动化技术进行污水处理。

欧司朗发布全新一代ENCELIUM®智能照明控制系统

今天,欧司朗在天津举办的2018年中国室内照明论坛上发布了全新一代智能楼宇照明控制系统ENCELIUM®,旨在推进数字化照明变革,满足智能物联的市场需求。

基于双单片机通信的无刷直流电动机控制系统

本文设计并实现了一种基于双单片机通信的无刷直流电动机控制系统。该设计方案电路简单、可靠性强、价格便宜。系统主要包括单片机控制电路、逻辑保护电路、过流保护电路、驱动电路、测速电路、转子位置检测电路等。

科尔摩根见证了近百年人类驱动机械的进化

不仅下五洋捞船,科尔摩根还能上九天登月,美国登陆火星的宇宙飞船里面的电机也是由科尔摩根为其打造的。近几年非常火爆的手术机器人,基本上都采用了科尔摩根的电机。如此有故事的百年跨国企业,不免让人对之充满好奇和敬畏。

更多资讯
英特尔Cooper Lake人工智能平台助力Facebook

英特尔的Cooper Lake微架构旨在取代该公司目前的Cascade Lake产品,它可能会带来一些机器学习和人工智能的新技术,这要归功于Facebook。

安森美推出新款SiC MOSFET,应对高频电路挑战

推动高能效创新的安森美半导体(ON Semiconductor,美国纳斯达克上市代号:ON),推出了两款新的碳化硅(SiC) MOSFET。

寄希望于Optane芯片,英特尔能否在存储器领域开辟一片新天地?
寄希望于Optane芯片,英特尔能否在存储器领域开辟一片新天地?

半个世纪前英特尔公司开启了内存芯片业务,然而,从20世纪80年代开始再到2006年回归,它放弃这个领域超过了十年。

NVIDIA推出99 美元人工智能计算机 Jetson Nano

NVIDIA 今天宣布推出 Jetson Nano™,这是一款人工智能计算机,提供472 GFLOPS(每秒十亿次浮点运算)的计算性能,并且具有高能效,但耗电量仅为 5 瓦。

AI芯片爆发,创业公司机会不大

“每一次计算构架的大变革都会创造一个新的王者。从原来主机时代的IBM、PC时代的英特尔、移动时代的高通,现在进入智能物联网的时代,新的王者会是谁?有很大的几率不是前面这几家,而是新的玩家或者几个。”北极光创投董事总经理杨磊在GTIC 2019全球AI芯片创新峰会上这样阐述他对AI芯片市场格局的看法。

电路方案
双管反激激电路

双管反激激电路

2019-03-19 13:38:47
LPC1788核心板

LPC1788核心板

2019-03-19 13:38:35
GPS、GPRS模块

GPS、GPRS模块

2019-03-19 13:16:47
USB-RS232

USB-RS232

2019-03-19 13:15:18