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<strong>作者：Ronn Kliger和Sean Clark</strong>

<strong>简介</strong>

控制器区域网络(CAN)总线是设计用于工业应用的一种稳定的协议，最初针对汽车应用而开发。它规定最大电缆长度为40米，最大节点数为30。这种规范十分灵活，优势明显，因此其应用日益广泛。

由于CAN总线系统通常用于连接多个系统，铺设距离很长，因此总线和所连接的各系统之间的隔离非常关键。隔离可以防止CAN总线电缆网络与连接至总线的系统之间的过压瞬变造成破坏，同时消除网络中的接地环路，减少信号失真和误差，并防止电压/接地失配影响电路。

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<strong>简介</strong>

ADI公司的iCoupler®产品提供了一种替代光耦合器的隔离解决方案，具有出色的集成度、性能和功耗特性。一个iCoupler隔离通道包括CMOS输入和输出电路与一个芯片级变压器(见图1)。由于数字隔离器采用CMOS技术，因此在系统级ESD(静电放电)、电涌电压、快速瞬变或其他过压条件下，它们容易受到闩锁或ESD的破坏。

本应用笔记提供关于避免这些问题的指南。针对各种系统级测试配置，本文举例说明了其可能影响性能的机制。针对每个示例，本文都给出了推荐解决方案。

<strong>器件与系统</strong>

伺服电机一般都有三种控制方式：速度控制方式，转矩控制方式，位置控制方式 。

速度控制和转矩控制都是用模拟量来控制的。位置控制是通过发脉冲来控制的。具体采用什么控制方式要根据客户的要求，满足何种运动功能来选择。

如果您对电机的速度、位置都没有要求，只要输出一个恒转矩，当然是用转矩模式。

如果对位置和速度有一定的精度要求，而对实时转矩不是很关心，用转矩模式不太方便，用速度或位置模式比较好。如果上位控制器有比较好的闭环控制功能，用速度控制效果会好一点。如果本身要求不是很高，或者，基本没有实时性的要求，用位置控制方式对上位控制器没有很高的要求。

就伺服驱动器的响应速度来看，转矩模式运算量最小，驱动器对控制信号的响应最快；位置模式运算量最大，驱动器对控制信号的响应最慢。

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解决问题的方法通常不止一种。有时使用最广泛的方法并不会产生最大利益。电机控制项目的系统设计人员使用各种电流测量方法确保电机高效运行并防止可能的损坏。在电机设计中有三种主要方法可测量电流。在本博文中，将回顾这三种方法，并分享直列式电机电流感应使用增强型脉冲宽度调制（PWM）抑制的五大优势。

如图1所示，基本上有三种不同的方法来测量三相电动机驱动系统中的电流：低侧、直流链路和直列测量。图1所示的是传统三相PWM逆变器，该逆变器使用三对功率MOSFET（绝缘栅双极晶体管IGBT也很常见）来驱动直流电动机。该图还包括高侧电流感应，其通常在显著错误情况下使用，比如接地电路短路的情况。

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由于未来几年新能源汽车市场将持续走好，该领域市场潜力将会逐渐释放，电机控制器市场规模也将逐渐提升。综合技术和市场趋势分析，未来，车用驱动电机系统的三个技术发展方向是永磁化、数字化和集成化。

本篇中我们将继续分析新能源汽车核心零部件中另一重要领域——电机控制器。

<strong>技术</strong>

电池技术、电机驱动及其控制技术、能量管理技术以及电动汽车整车技术为电动汽车四大关键技术。电控系统用于控制电池、电机等组件，其功能包括：电池管理，发动机、电动机能量管理等。电控系统由ECU等控制系统、传感器等感应系统、驾驶员意图识别等子系统组成。电控系统的材料成本占比不高，但需要经过多次试验才能掌握关键算法，尤其是混合动力汽车涉及油、电混合的控制策略，技术壁垒较高。

从事电子行业，对各类电子元器件有种说不出的感情，对于从事电子行业的工程师来说，电子元器件就像人们日常进口的米饭一样，是每天都需要去接触，每天都需要用到的，但其实里面的门门道道很多工程师未必了解。这里列举出电子行业中工程师门常用的十大电子元器件，及相关的基础概念和知识，和大家一起温习一遍。

<strong>明星一:电阻</strong>

作为电子行业的工作者，电阻是无人不知无人不晓的。它的重要性，毋庸置疑。人们都说“电阻是所有电子电路中使用最多的元件。”

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<strong>作者：Bob Briano，ADI公司营销和应用经理；Aengus Murray，ADI公司电机和功率控制应用经理</strong>

<strong>简介</strong>

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ADuM4135是一款单通道栅极驱动器，专门针对驱动IGBT进行了优化。 ADI的iCoupler® 技术支持在输入信号与输出栅极驱动器之间实现隔离。

ADuM4135提供米勒箝位，以便栅极电压低于2 V时实现稳健的IGBT单轨电源关断。可采用带有或不带有米勒箝位的单极性或双极性副电源工作。

ADI芯片级变压器还提供芯片高压域与低压域之间的控制信息隔离通信。 芯片状态信息可从专用输出回读。 当器件原边出现副电源故障后，对器件复位进行控制。

去饱和检测电路集成在ADuM4135上，提供高压短路IGBT工作保护。 去饱和保护包含降噪特性，比如因初始启动切换事件以屏蔽电压尖峰后，屏蔽时间为300 ns。 内部500 µA电流源可确保很少的器件数量，但如需提高抗噪水平，内部消隐开关也支持增加外部电流源。

一、核心部件：电机。电动窗帘的主要工作原理是，通过一个电机来带动窗帘延着轨道来回运动，或者通过一套机械装置转动百叶窗，并控制电机的正反转。其中的核心就是电机，现在市场上电机的品牌和种类很多，但最终就是无非两大类：交流电机和直流电机

二、要实现自动窗帘控制应选用窗帘控制器，其输出的AC220V电压，能控制交流窗帘电机的正反转，接线柱“L”接220V电源线的火线；接线柱“N”接220V电源线的零线；输出端“1”接线柱接电机正转相；输出端“2”接线柱接电机反转相。

三、要调节好电机的行程，用户窗子的长度是不同的，这就对窗帘电机在轨道上的运行范围进行调节（百叶窗一般转动90度），具体调节方法请参照电机的生产厂家的说明书。

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设计具有鲁棒性的电子电路较为困难，通常会导致具有大量 分立保护器件的设计的相关成本增加、时间延长、空间扩大。 本文将讨论故障保护开关架构，及其与传统分立保护解决方案相比的性能优势和其他优点。下文讨论了一种新型开关架 构，以及提供业界领先的故障保护性能以及精密信号链所需 性能的专有高电压工艺。ADI的故障保护开关和多路复用器 新型产品系列（ADG52xxF和ADG54xxF）就是采用这种技术。

高性能信号链的模拟输入保护往往令系统设计人员很头痛。 通常，需要在模拟性能（例如漏电阻和导通电阻）和保护水 平（可由分立器件提供）之间进行权衡。

在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 用中，电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。如何设计宽动态范围的高端电流检测电路，这对于大多数工程师来说都具有挑战性，这里分享由ADI技术专家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的几个建议电路供大家参考。

将按照设计复杂度从高到低的顺序介绍三种可选解决方案，它们能针对各种不同的应用提供可行的高精度、高分辨率电流检测。

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<strong>作者：Colin Duggan和Denis Labrecque，ADI公司</strong>

鉴于在性能、成本、功耗、尺寸、新功能和效率等方面宏大的提升目标，未来嵌入式系统的设计面临着复杂的挑战。不过，一种有望解决这些复杂问题的设计选项已开始崭露头角——即模拟元件与ARM®微控制器内核的智能集成。这种方案与传统模拟集成的区别在于，新方案具有超高的性能，还经过了多种优化，以解决具体的系统级问题。虽然每个市场对这些提升领域的优选次序都有着自己的认识，但同时满足多个因素的要求实为众望所归，可以通过集成多个分立式元件来实现。从逻辑上讲，组合多个器件可以实现这些嵌入式系统目标中的一大部分，但只是简单地把多个分立式元件与一枚处理器集成到一个封装之中，这并非答案所在；解决方案要复杂得多，需要智能集成。

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ADI技术专家现场指导客户如何应对实际设计应用中面临的问题，并详细讲解了用户在实际应用中遇到的常见问题和解决方法，以供大家参考，学习与探讨。

详文请阅：<a href="http://adi.eetrend.com/files/2016-12/wen_zhang_/100004224-13987-adizhua…;

本电路提供非接触式AMR(各向异性磁阻)角度测量解决方案，可在180°范围内具有1°角度精度。该电路适合高速、精确、非接触式角度测量应用。电路提供全部必要的信号调理，包括仪表放大器、缓冲器和双通道ADC，可高效处理 AMR传感器的低电平电桥输出。

使用该电路是一种业界领先的角度测量解决方案，适用于机床速度控制、起重机角度控制、电机速度测量和其他工业或汽车应用。

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<strong>作者：David Krakauer，ADI公司iCoupler隔离产品线经理</strong>

一方面，设计工程师不想在系统中增加电流隔离；另一方面，为了满足国内或国际安全法规要求，他们不得不这样做。增加电流隔离的弊端是隔离直接放在数据路径中，会导致延迟并使系统变慢。此外还会增加功耗、尺寸和成本。这些折中令人遗憾。多年来，设计工程师使用光耦合器，勉强应对这些缺点，但一种新型电流隔离器——数字隔离器已经上市，缓解了这些不利影响。利用数字隔离器可以实现尺寸更小、能效更高、更具性价比、性能更高的设计。然而，安全标准并未同步跟进，给数字隔离器带来了困惑和不确定性：它们是否像电流隔离一样安全？它们是否满足安全法规要求？

无人飞行器近一年来市场非常火爆，推动了包括MEMS陀螺仪、加速度计的大规模普及应用。《电子工程专辑》主编张迎辉日前撰文《多轴飞行器无人机硬件技术细谈》，文中通过采访ADI亚太区微机电产品市场和应用经理赵延辉，对MEMS传感器在无人飞行器中的产品技术及应用做了深度解读。

ADI的工业级陀螺仪ADXRS652、 ADXRS620、ADXRS623、ADXRS646、ADXRS642等和工业级加速度计ADXL203、 ADXL278等被广泛用于专业级的航拍设备上。而商业级的加速度计ADXL335、ADXL326、 ADXL350、ADXL345等，也一直被广泛应用于一体机及各种飞行器中。

在电机控制、电磁阀控制、通信基础设施和电源管理等诸多应 用中，电流检测是精密闭环控制所必需的关键功能。如何设计宽动态范围的高端电流检测电路，这对于大多数工程师来说都具有挑战性，这里分享由ADI技术专家Neil Zhao、Wenshuai Liao 和Henri Sino提供的几个建议电路供大家参考。

将按照设计复杂度从高到低的顺序介绍三种可选解决方案，它们能针对各种不同的应用提供可行的高精度、高分辨率电流检测。

1. 使用运算放大器、电阻和齐纳二极管等分立器件来构建电流传感器。这种解决方案以零漂移放大器AD8628 为核心器件。

2. 使用AD8210 等高压双向分流监控器来提高集成度，并利用其它外部器件来扩展动态范围和精度。

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<strong>作者：应用工程师Hein Marais</strong>

RS-485差分通信网络经常用于恶劣环境下的工业和仪器应用中。这些网络能够在4000英尺的范围内进行通信。在恶劣环境下进行长距离通信时，可能出现以下问题：

• 由于不同节点的地电位不同而引起接地环路电流
• 电机、电感转换负载和其他高噪声电气设备造成感应接地噪声
• 有害电涌

如果无法保证系统中不同节点的地电位不会超出收发器的共模范围，则电流隔离不失为一种理想的解决方案。电流隔离不阻止信息流，但阻止电流流动。传统RS-485网络使用光耦合器进行信号隔离，使用DC-DC转换器进行电源隔离（见图1）。

即用型固态继电器(SSR)可靠且紧凑，但很难找到一款电流传导能力高于几百毫安的产品。比如，若您需要一款隔离SSR来切换线路电压，那么您不得不采用功率FET自行构建一个SSR。您可以采用光耦合器来提供控制和FET栅极之间的电流隔离，但在隔离侧，光耦合器从哪才能获取足够的功率来驱动FET栅极呢？

下图显示如何采用数字隔离器构建SSR。该器件提供两个数据通道，可驱动两个FET栅极，每通道能为容性负载提供最高20 mA的电流。ADuM521x采用isoPower®技术，属于集成隔离式DC-DC转换器，为次级端提供足够的功率，以较高的饱和速率和良好的栅极压摆率切换分立式功率FET栅极。

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<strong>电路功能与优势</strong>

数字控制电流源在许多应用中至关重要，如电源管理、电磁阀控制、电机控制、阻抗测量、传感器激励和脉搏血氧仪等。本文介绍三种利用 DAC、运算放大器和 MOSFET 晶体管构建支持串行接口数字控制的电流源。

所选DAC为配有标准串行接口的高分辨率（14 或 16 位）、低功耗CMOS。16位DAC AD5543提供超紧凑(3 mm × 4.7 mm)的 8 引脚MSOP和 8 引脚SOIC两种封装。14 位DAC AD5446提供小型 10 引脚MSOP封装。这两款DAC均与大多数DSP接口标准兼容，而且兼容SPI、QSPI和MICROWIRE。外部基准电压输入允许输出电平可以有许多变化，最高可达 10 V。