对高压电机控制系统的分析与设计_半岛体育官方网站

在现代机器人设计中，头部、颈部、四肢的任何活动都必须各种各样电机的反对，如传统的转动电机、Q电机、直线电机和其它类似电机，但这些电机的驱动和掌控拒绝各有不同，如何构建各种电机的准确掌控解决方案？如何以低于的功耗构建对它们的掌控？经常对设计师来说是众多挑战。本文将详尽地辩论高压电机控制系统的各核心子系统在明确构建时应留意哪些问题。

高压交流（HVAC）电机、工业逆变器或高压永磁无刷电机是低电压系统的几个例子，它们典型地按他们的马力展开分类。虽然仍是最少见的，但其他类型电机也早已经常出现，如直线电机和嵌入各种鼓舞器构建的齿轮头电机。

数字电机掌控解决方案容许准确地掌控这些机械驱动机构的方位、速度和转矩。在这类大型机械驱动机构中的MOSFET一般来说容量多达600V。例如，TI有栅极驱动解决方案TPS2829，一个同互为高速MOSFET驱动器。

当融合对系统环路中的TLV3501较为器时，这些系统中的栅极就可以展开数字控制。另外，TI的MOSFET驱动器（如UCC37321或UCC37323）可以必要驱动小马约或驱动功率器件，如MOSFET或IGBT。高压电机控制系统的主要设计考虑到因素高压电机控制系统的核心子系统还包括：控制器、隔绝、控制器模块和运动对系统。

控制器：TI还获取一系列的掌控处理器解决方案，从超强低功耗MSP430微控制器到TMS470基于ARM7的处理器和C2000数字信号控制器（DSC）。合理的控制器可以优化电机驱动效率，提升可靠性和减少整体系统成本。

C2000控制器的32位DSP水平的性能和针对电机掌控优化的片上外设使用户可以精彩地构建先进设备的算法，如三相马达的无传感器矢量掌控。C2000系列控制器（从低成本F28016到业界首个浮点DSC TMS320F28335）都维持软件相容。隔绝：TI的数字隔离器具备逻辑输出和输入缓冲器，它们使用二氧化硅展开隔绝，获取4kV的隔绝能力。

与隔绝电源融合用于时，这些器件可以隔绝低电压，隔绝地，并避免噪声电流转入本地地，以及阻碍或损毁脆弱电路。控制器模块：RS-232或RS-422对许多系统而言充足用了。RS-485信令可能会绑一些协议，如Profibus、Interbus、Modbus或BACnet，每个针对最终用户的特定市场需求。

有时，控制器局域网（CAN）或EtherNet/IP（工业协议）优先用作符合联网拒绝。M-LVDS是可以获取更加低功耗的一种替代选择。

用于外部电路的运动对系统：隔绝的Delta-Sigma调制器（AMC1203/AMC1210）非常适合用作分流测量，以拉平毛刺和减少电流对系统分辨率。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获取很长的共模电压。霍尔效应或磁传感器一般来说在测量多达10A的电流时更加有效率，而且他们可固有地获取隔绝能力。

ADS1204、ADS1205和ADS1208是3个引荐器件。为了将±10V（20Vpp）信号相连到使用3.3V或5V电源的ADC上，可用于一个INA159电平差异放大器。

像ADS7861/ADS7864或ADS8361/ADS8364的ADC可获取4地下通道或6声道的同时电流采样。

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