• 2016-8-24

    如何降低三相IGBT逆变器设计系统成本

    在 变频驱动 、不间断电源、 太阳能逆变器 和其他类似应用中,大多数三相逆变器采用绝缘栅双极晶体管(IGBT)。三相逆变器的每个相位都使用高端和低端IGBT将交替正负电压应用到电机绕组上。电机脉宽调制(PWM)控制输出电压。 三相逆变器还使用6个隔离式栅极驱动器驱动IGBT。除了IGBT和隔离式栅极驱动器,三相逆变器还含有直流母线电压感应、逆变器电流感应与过热、过载和接地故障等IGBT保护。 在暖通空调、太阳能泵等许多终端应用中,平衡成本与性能具有挑战性。 那么,节省材料清单(BOM)而又不牺牲系统性能的最佳方法是什么呢?下面列举了一些方法: 将高端和低端驱动器结合到一个封装内。一个三相逆变器需要六个IGBT栅极驱动器。你可以为每一个IGBT使用单独的栅极驱动器...
    • 2016-5-31

    如何检测电气设备中的绝缘故障——第1部分

    绝缘老化是造成电机、高压变压器和发电机发生电气设备故障的主要原因之一。绝缘故障会导致危险电压、火灾、高故障电流和爆炸,损坏设备和财产,造成人身伤害和死亡事故。绝缘故障的主要原因包括电介质的污染、温度循环、过载、因过电压造成的过大电压应力,以及老化。 让我们来看看绝缘故障的两种不同示例。图1所示为有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组,及绕组连接侧烧坏的线圈。图2所示为因缺乏及时预防性维护造成绝缘纸受损,从而造成灾难性故障的变压器。 图 1 :有缺陷的电焊用交流电机的定子绕组(图片来源: WindingPhotos ) 图 2 :变压器的灾难性故障(图片来源: OilRegeneration.com ) 绝缘测试可以在任何故障发生之前找出绝缘老化。 用于测试旋转机械绝缘电阻...
    • 2016-4-15

    工业驱动控制架构:第2部分

    在 这个系列的第一篇博文 中,我们了解到FPGA是如何被引入到驱动架构中的。现在,我们来看一看在一个工业驱动/伺服机架构中使用FPGA时遇到的一些挑战,以及以COTS MCU形式运转的控制片上系统 (SoC) 的全新功能如何用FPGA来改变针对工业驱动的成本有效模型。 很多工业逆变器和伺服机厂商在很长一段时间内依靠现场可编程门阵列 (FPGA) 或ASIC技术来完成32位微控制器 (MCU) 等商用现货 (COTS) 产品所不支持的功能。然而,为了支持位置传感器反馈或增量-累加滤波,在软件可编程控制器中添加的FPGA和ASIC将增加系统成本和开发复杂度。 难道我们就不该问一问:正在被置入到FPGA中的功能是不是能为驱动产品带来真正的改变?将这些功能包括在内是不是已经成为每一个驱动设备厂商的标准做法...
    • 2016-4-15

    工业驱动控制架构:第1部分

    很多工业逆变器和伺服器驱动厂商在很长一段实现内依赖现场可编程门阵列 (FPGA) 或ASIC技术来完成商用现货 (COTS) 产品,比如说32位微控制器 (MCU) 所不支持的功能。然而,为了支持位置传感器反馈或增量-累加滤波而将FPGA或ASIC添加到软件可编程控制器中,将增加系统成本和开发复杂度。 在这一博客系列中,我们将看一看工业驱动和伺服机控制架构的发展历史,将FPGA引入到这些架构中是所面临的挑战,以及工业驱动控制SoC (COTS MCU) 的全新功能如何改变成本效益模型,使今天的工业驱动不再使用FPGA。 那么FPGA是如何成为逆变器驱动和伺服机控制架构中的通常做法的呢?例如,当现货供应产品无法在当时实现全新系统功能时,很多开发人员不得不在MCU外部执行他们特定的PWM...
    • 2016-3-28

    一种全新的全波桥式整流器设计方法

    大多数电子元器件都需要一个来自AC电力线的输入电源。对于电压稳压器、开关模式电源和其它下游电子组件来说,一个全桥或半桥二极管整流器器件对正弦AC电压波形进行整流,并将其转换为一个DC电压。 使用 桥式整流器配置中的四个二极管 是对AC电压进行整流的最简单、也是最常规的方法。在一个桥式整流器中运行一个二极管可以为全桥整流器和汽车用交流发电机提供一个简单、划算且零静态电流的解决方案。 不过,虽然二极管通常对负电压具有最快的响应速度,但它们会由于正负结正向电压压降 (Vf ~0.7V) 的原因而导致较高的功率损耗。这些功率损耗会引起发热,需要设计人员执行散热管理,从而增加系统成本和解决方案尺寸。二极管的另外一个缺点就是较高的反向泄露电流—最高会达到大约1mA。 用N沟道MOSFET替换高损耗二极管可以通过消除二极管整流器件正向压降来大幅降低功率损耗...
    • 2016-3-7

    电机驱动论坛热点问答:防止电气过应力的3种方法

    有句话说得好,伟大的工程师不仅仅发现问题,他们更能够解决问题。 在我为这个系列所撰写与热点问答有关的 上一篇博文 中,我曾经解释了什么是电气过应力 (EOS),它是如何影响集成电路 (IC) 组件的,以及电机驱动系统(根据上面提到的内容,这就是“问题”所在)中几个常见的EOS源。我的一个同事已经介绍了 电源泵送 ,一个常见的EOS源。不过,你可以采取哪些步骤来防止EOS呢(有什么“解决方案”)?在这篇博文中,我将介绍几种系统设计人员能够用来防止EOS或保护电机驱动系统内的器件不受EOS影响的更加常见的方法。 设计时打出裕量 在不对保护机制和器件进行深入、详尽研究的情况下,其中一个最常见的方法就是设计一个具有足够运行裕量的系统。...
    • 2015-12-22

    设计一个到电机位置编码器的EMC兼容接口——第6部分

    在 本系列 中,到目前为止,我们已经讨论了针对电机位置编码器的不同数字接口选择,其中包括 EnDat 2.2 双向/串行/同步 ( BiSS ) 和 HIPERFACE DSL 。 这些是使用基于RS-485或RS-422的串行数字接口,与一个绝对位置编码器相连接的主要标准。更进一步的接口标准包括 Profibus 分散式外设 (DP) 和 Profibus 输入/输出 (I/O),以及控制器局域网 (CAN) 或基于以太网的接口。还有专有的、驱动厂商专门指定的标准,诸如西门子公司的DRIVE-CLiQ、Fanuc串行接口、三菱公司的高速串行接口,以及更多其它标准。在这个博客系列中,我们只涉及了EnDat、BiSS和HIPERFACE。在这篇博文中,我将总结所有这些标准,并且与读者分享一个EMC兼容设计...
    • 2015-11-24

    有刷直流栅极驱动器的演变

    回望在电子产品领域奋战的20年,我们已走过了漫漫长路。2015年正发布的组件具有无与伦比的精细度和集成度。处理器速度更快,发光二极管(LED)亮度更高,存储器密度更大,每样东西的功耗都更低,并且集成电路(IC)集成了比以往任何时候都多的组件。 接下来请看一种最终产品,如现代无人机(图1)。 图 1 :现代无人机 是否具备带有源平衡环补偿功能的1080p60摄像头?经核查具备。 是否具备四个输出千瓦级功率的速度受控型有刷DC电机?经核查具备。 远程千兆赫级数字收发器呢?也不成问题。 虽然当您回想电子产品领域取得的进步时最先浮现在脑海中的不是 有刷DC电机控制 ,但该技术也已发展了很多年。有刷电机的出色之处在于它们巧妙的内部构造可采用恒定外部电压来切换电流方向...
    • 2015-11-4

    电机驱动器论坛 FAQ :电气过应力

    “魔烟”是一个非正式术语,用来指由过热的电子电路和组件产生的腐蚀性烟气。这个词组几乎每一名电气工程师都说过 —— 通常在他们忘了去调节电源电压电平或意外使电压轨对逻辑引脚短路时。 该事件的技术原因是电气过应力(EOS);虽然人为错误是一种常见根源,但还存在其它可能的原因,而且更微妙。一些张贴到 TI E2E™社区电机驱动器论坛 的最常见问题(包括那些以“我的电机驱动器已停止正常工作”、“我的电机驱动器被损坏了”以及“我的电机不再旋转了”开头的问题)的背后原因往往就是EOS。下面笔者将简略说明EOS是什么,并列出可在电机驱动系统里导致EOS的几大常见根源...
    • 2015-11-4

    设计符合电磁兼容(EMC)标准的电机位置编码器接口 —— 第2部分

    在本博客系列的 第一部分 ,Martin Staebler提供了各类电机位置编码器及其接口的概述。在第二部分中,笔者将对双向/串行/同步(BiSS)位置编码器的接口进行讲解。 BiSS是来自iC-Haus公司的开源协议。它定义了适用于致动器和传感器(如旋转编码器或位置编码器)的数字双向串行接口。(更多详情见 www.biss-interface.com 。)BiSS允许单向或双向模式(被称为BiSS-C连续模式)下的串行同步数据通信。BiSS接口与串行同步接口(SSI)硬件兼容。 BiSS协议定义了进入数据部分访问的每一个用户/从站,这些数据部分为:传感器数据部分、致动器数据部分、寄存器数据部分和(如果已规定)多周期数据部分。根据访问和传输性能,每个数据部分均可有不同的设置...