• 2018-8-20

    AGV 系统架构以及TI 对应参考设计方案介绍

    AGV(Automatic Guided Vehicle)即无人搬运车,一般通过地面二维码或者地磁通道预先设定好路线,小车可以根据预先设好的路线自动导航完成仓储搬运工作,可以大大降低物流公司和生产公司的人力成本,目前越来越受到大家的关注。 无人搬运车 无人搬运车的整个系统看起来非常复杂,但是我们可以把它分解为几个部分来分析,如下图所示,首先小车行走需要扫描二维码或者利用地磁,以二维码方式为例,小车底部会存在一个相机进行二维码扫描,目前常用工业相机来实现这一功能。扫描到二维码信息以后小车会将信息...
    • 2017-12-27

    通过电源模块提高电动工具设计的性能

    使用 电动工具 、 园艺工具 和 吸尘器 的家电使用低电压(2至10节)锂离子电池供电的电动机驱动。这些工具使用 有刷直流 ( BDC)或三相 无刷直流(BLDC)电机 。BLDC电机效率更高、维护少、噪音小、使用寿命更长。 驱动电机功率级的最重要的性能要求是尺寸小、效率高、散热性能好、保护可靠、峰值电流承载能力强。小尺寸可实现工具内的功率级的灵活安装、更好的电路板布局性能和低成本设计。高效率可提供最长的电池寿命并减少冷却工作。可靠的操作和保护可延长使用寿命,有助于提高产品声誉。 为在两个方向上驱动BDC电机,您需要使用两个半桥(四个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET))组成一个全桥。要驱动三相BLDC电机,需要使用三个半桥(六个MOSFET)组成一个三相逆变器...
    • 2017-12-6

    集成智能——第1部分:EMI管理

    作者:Krushal Shah 智能集成电机驱动器和无刷直流(BLDC)电机可以帮助电动汽车和新一代汽车变得更具吸引力、更可行及更可靠。 图1所示为集成电机驱动器结合驱动电机所需的一切要素,如场效应晶体管(FET)、栅极驱动器和状态机。集成避免了电线从电子控制单元(ECU)到电机的布线距离过长,并还具有更小印刷电路板(PCB)尺寸和更低整体系统成本的优点。 BLDC电机在汽车应用中提供的优势包括效率、紧凑的尺寸、更长的电机寿命和电池寿命、更安静的车内体验以及更好的EMI性能。 &...
    • 2017-8-7

    DRV8711 预驱动错误保护误触发解决方案

    DRV8711 是一款有微步功能的步进电机控制器,芯片内部集成了微步分度器,通过配置最高可以支持1/256微步,极大的降低了MCU端的设计难度。为了降低电流波形失真,得到更平滑的电机运动效果,芯片除了支持快衰减模式和慢衰减模式以外,还支持自动混合衰减模式和自适应消隐时间功能。同时芯片内部有丰富的保护机制,如过流保护、短路保护、欠压锁定保护、过温保护和预驱动错误保护,并且有一个FAULTn引脚来表明故障情况。但是当母线电压较高和layout做的不好时,会导致PDF(pre-driver)误报错,使得芯片锁定。本文根据预驱动错误的产生原理,对驱动等效电路进行分析,给出了预驱动错误保护误触发的解决方案。 图一 图一为 DRV8711 电路的原理图,芯片内部会进行预驱动错误判断,即当下管关闭期间...
    • 2017-6-6

    对更高功率密度的需求推动电动工具创新解决方案

    作者:Brett Barr1 电动工具中直流电机的优先配置已从有刷直流大幅转向更可靠、更有效的无刷直流(BLDC)解决方案。典型的诸如斩波器配置的有刷直流拓扑通常根据双向开关的使用(或不使用)实现一个或两个功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。另一方面,三相BLDC配置需要三个半桥或至少六个场效应管(FET),因此从有刷电流转向无刷电流意味着全球电动工具FET总区域市场的3倍到6倍倍增(见图1)。作为推动TI的NexFET™功率MOSFET的一员,我很难抱怨这一市场趋势。 图 1 :从有刷到无刷拓扑的转换意味着 FET 数量的 6 倍倍增 但BLDC设计在这些FET上提出了新的技术要求。例如,若电路板上FET的数量6倍倍增也意味着驱动电机所需的印刷电路板...
    • 2017-5-4

    精度?分辨率?弧分?如何管理您的电机控制设计

    想象一下您今早开车上班的路上:交通灯变绿,您立刻踩下油门,车在几秒钟内快速响应,继续驶向公司。这个过程看似简单,但实际上,车内却发生了一系列的复杂操作。让我们一起来看看吧。 当您踩下踏板时,电机将通过转轴向车子提供必要的扭矩,随后牵引电机驱动车辆前进。牵引电机(通常为三相同步电机)由复杂的电路控制,包括多个晶体管、电机驱动器,以及保护和反馈控制。反馈控制信号由电机位置传感器(见图1)以模拟角度输出信号的形式发出(注意,所有现实世界的信号都是模拟的)。借助于模拟-数字转换器(ADC),连续的模拟信号被转换成数字域。理想的情况下,您可以将连续的模拟信号分解成无限数量的数位步进,但在现实世界中,ADC的模拟信号量化是有限的数量步进,而由此导致的误差称为量化误差。这里便涉及到“精度”和“分辨率”这两个术语...
    • 2017-2-20

    电机驱动集成的故事

    就像每个MOSFET需要一个栅极驱动器来切换它,每个电机后面总是有一个驱动力。根据复杂程度和系统成本、尺寸和性能要求,驱动电机的方式多样。 最简单和离散的解决方案是由两个晶体管组成的图腾柱/推挽电路。这些晶体管可以是NPN和PNP晶体管的不同组合,产生将输入逻辑信号转换为高电流信号的放大器,其反之又导通和关断MOSFET和IGBT。在图1中,发射器被连接,以给出放大输出以驱动FET。这种解决方案已广泛用于许多不同的应用,包括电动机驱动,主要是由于其成本低并易于使用,但仍然存在一些限制和缺点。 图 1 :典型的推挽 / 图腾柱栅极驱动电路 例如,晶体管可以产生热,这在一些系统中引起热问题。或者两个晶体管都可以短暂接通,这导致电路直通。对于PCB空间有限的应用...
    • 2017-1-22

    氮化镓晶体管在高速电机驱动领域开辟新前沿

    与开关模式电源不同,三相电机驱动逆变器通常使用低开关频率;只有几万赫兹。大功率电机尺寸较大,具有高电感绕组;因此,即使在低开关频率下,电流纹波也是可以接受的。随着电机技术的进步,功率密度增加;电机的外形尺寸变小,速度更快,需要更高的电频率。 具有低定子电感的低压无刷直流或交流感应电机越来越多地或专门用于伺服驱动、CNC(计算机数控)机器、机器人和公用无人机等精密应用中。为了将电流纹波保持在合理范围内,这些电机——由于其低电感——要求高达100kHz的开关频率;相电流纹波与PWM(脉冲宽度调制)开关频率成反比,并转换为机械中的转矩脉动,产生振动,降低驱动精度和效率。 那么工程师为什么不增加开关频率呢?正如工程中的一贯原则,这是一种折衷的做法...
    • 2016-12-27

    通过基于符合EMC标准的旋转变压器传感器接口设计以提高工业驱动器的可靠性

    旋转变压器在伺服驱动器等工业驱动器中提供准确、高可靠的位置反馈,特别是在带灰尘和温度高于150℃的恶劣工业环境中。旋转变压器是绝对机械角度传感器,作为可变耦合变压器工作。这意味着初级绕组和两个次级绕组之间的磁耦合量,根据通常安装在电机轴上的旋转元件(转子)的角位置而变化。旋转变压器可长时间承受恶劣条件,使其成为工业电机控制、伺服、机器人(包括服务机器人和制造机器人)、混合动力和全电动车辆的动力传动系单元,及其它许多需要精确的轴旋转应用的最佳选择。 在其设计中使用旋转变压器的工业驱动器制造商更多地关注设计的鲁棒性、绝对角度测量的可靠性和整体系统成本。因为旋转变压器包括用于输入和输出的差分信号,这极大地提高了它们抑制共模噪声的能力。电磁兼容性(EMC)在定义驱动鲁棒性方面起着重要作用。EMC必须符合特定标准...
    • 2016-12-27

    如何为步进电机、继电器和LED创建动态电源解决方案

    正如您从我 之前的博客 中看到的,我的灵感源及所学知识多数源于我父亲对我的影响。有一个建议一直萦绕在我脑海:“两次测量,一次剪裁。”然而,作为工程师,每当我们为步进电机、LED和其他外设设计一个控制或电源电路遇到挑战时,我们期望让系统适应具体的规则和条件。我们基本上是进行两次测量,但只针对一组特定条件。事后的任何变化只意味着额外成本和评估时间,这可能是任何项目的一个痛点。或正如我的父亲所说:“您已将其剪裁,不可能再将其回复原貌! 那么,当您需要多个系统或配置的解决方案时会发生什么?如何确保您在拥有可为电机供电的系统,和在设计完成后灵活添加其它高压设备之间保持平衡?我建议使用系统的一个模块或子集来启动稍后可进行缩放的设计。 接口灵活性 ...