电机驱动

我们将演示用于机器人和伺服应用的电机驱动和绝对编码器之间的EnDat接口解决方案。我们将展示新型ADM3065E收发器如何通过更高速度来使用更长的编码器电缆和更高的通信速度。

Brian Kennedy ADI公司应用工程师
简介
在恶劣的电机应用环境中，需要鲁棒的数字隔离器。由于环境非常糟糕，应用要求能够抵御高压瞬变，防止数据受扰，并且消除高压电压力对隔离器隔离寿命的影响。此类应用的典型隔离解决方案是光耦合器，其内部绝缘层很厚，可以承受高压。

光耦合器的缺点是要使用发光二极管(LED)，其光强度会随着时间推移和温度变化而降低，这就会带来设计和可靠性问题。新型且更鲁棒的数字隔离器不使用LED，消除了可靠性问题，改善了绝缘能力，可与光耦合器相媲美。这种数字隔离器的优势是对高压瞬变的抗扰度更强，能够更好地满足电机控制应用的要求。本文将详细说明此类新型数字隔离器的工作原理，以及在上述应用中其先进的功能如何胜过光耦合器。

应用

机器人的传动和布局设计从理论上讲应该是比较成熟的领域，如果有样机，拆开一看就可以知道大部分的结构。但是在结构优化设计经验、装配规范的标准化、零配件的按需定制以及供应链优化等方面国内厂商还需要很长时间的积累。

本文以KUKA为例，分协作机器人iiwa和传统机器人KR两个大系列。

协作机器人iiwa

当前主流的协作机器人都采用“模块化”思想的关节设计，采用直驱电机+谐波减速器的方式，每个关节的内部结构基本一致，只是大小不太一样，例如iiwa的每个轴基本都是下图这样：

表面微加工是一种用来构建硅机电结构的技术。结合板载信号调理电路，可将完整的机电系统经济高效地构建在单个硅片上。用于汽车安全气囊的加速度计是第一款成功商用的表面微加工传感器。此后，人们往各个领域进行了探索。最新的开发工作关注三个方面：提高加速度计性能、更高的集成度和新功能。开发了两款低g加速度计，其中一款可以解析5 mg信号，另一款采用Σ-Δ环路实现数字输出。很多工作都围绕着新功能展开，而最新开发工作包括表面微加工速率陀螺仪。

什么是表面微加工？

在多晶硅的基础上形成结构，并采用SiO2牺牲氧化层铸模。使用标准集成电路光刻技术存放SiO2图案层，然后是结构化多晶硅图案层。在此之后，对结构进行蚀刻，以便移除牺牲层，留下一个无支撑多晶硅结构。该结构通常高于晶圆表面1.6 uM，横向特性的排列顺序相同。由于采用了标准集成电路技术，该工艺可很好地与标准晶圆制造工艺整合。这便使得一致且可重复的低成本量产成为可能。

什么造就了表面微加工的多样化？

产品详情

AD-FMCMOTCON2-EBZ 是一款完整的FPGA夹层卡(FMC)板载高性能伺服系统，旨在提供完整的电机驱动系统，实现三相PMSM和感应电机（最高可驱动至48V且功耗为20A）的高效和高动态控制。

两台电机可同时驱动，每台电机配备单独的电源供电。系统集成高质量电源；可靠的电源、控制和反馈信号隔离；精确的电机电流和电压信号测量；实现控制器快速响应的控制信号高速接口；工业以太网高速接口；单端霍尔、差分霍尔、编码器和旋变器接口；数字位置传感器接口；带FPGA/SoC接口的灵活控制。

该套件包含两块板：控制器板和驱动板。可选的 AD-DYNO2-EBZ 测功器是驱动系统的延伸产品，也可从Avnet订购。

控制器板

简介

先进电机驱动应用采用基于三相绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)的逆变器，后者由通常在400 V dc到800 V dc范围内的直流母线电压供电。该高压轨可以从三相整流器电桥滤波器组合或功率因数经校正的升压整流器直接获得，从三相交流输入产生高压轨(参见图1)。

IGBT是主功率开关，为电机各相提供(通常10 kHz)脉宽调制(PWM)输出。感应和永磁电机一般具有高绕组电感，其将此PWM电压集成到一个近似正弦形状的低频绕组电流波形中。在较小驱动应用中，某些IGBT采用ADuM4223等驱动器提供的单极性(如0 V至15 V)栅极驱动便能很好地工作，但在较大系统中，通常要求双极性栅极驱动电平(如−7.5 V和+15 V)，并由ADuM4135等合适的驱动器驱动。负关断电平有助于避免IGBT因杂散电容而导通——集电极到发射极电压(VCE)的迅速上升(高正dV/dt)可能会引发这种情况。这种高dV/dt一般是由其他器件的正常导通引起的。(上管导通可能会引起下管在不希望导通时导通，反之亦然。)这6个栅极驱动器需要电源来提供+15 V和−7.5 V偏置电压。

作者：Emmanuel Adrados和Paul Blanchard

大部分电流检测放大器可处理高共模电压(CMV)，但不能处理高差分输入电压。在某些应用中，存在故障条件：分流器的差分输入电压超过放大器的额定最大电压。这些条件可能损坏放大器。本应用笔记介绍两款可用于电流检测放大器的基本过压保护电路，同时讨论了电路对两类电流检测架构的器件性能影响——一类是电流检测放大器(以AD8210为例)，另一类是差动放大器(以AD8418为例)。

详文请阅：<a href="http://adi.eetrend.com/files/2016-12/wen_zhang_/100004378-14462-1318cn…;