用于电机控制系统与设计

简介

更严苛的能源法规推动电机控制创新

在当今不断扩展的工业市场上，对电力的需求正以前所未有的速率增长。其中，超过40%的电力需求来源于各类工业电机。由于这个原因，各国政府和全球认证机构正在面向电机OEM和最终用户制定新的法规以及更严苛的能效要求。就像很多伟大的技术创新一样，市场上需要有一种迫切的需求，才会有所变革。

ADI早在多年前就意识到，更智能、高效率电机控制系统的新时代将是一个电机控制工业新标准涌现的时代。出于这样的认识，ADI与战略合作伙伴共同开发了一个全面的集成式电机控制设计程序；这些战略合作伙伴都是各自领域内的专家(MathWorks,? ARM,?Boston Engineering,? IAR? systems和Xilinx?)，目的在于解决整个系统的架构问题，实现效率最大化的同时改善系统精度和可靠性。

ADI以系统级的角度(见图1)来看待这些挑战，开发的产品不仅超越了性能规格，还代表了电路其他功能模块之间的最佳接口。这种系统解决方案的方法让ADI能够为基于工业的客户提供完整的集成式解决方案，并在实现规格要求的同时帮助他们满足最新、最苛刻的能源法规。

图1. 完整的系统级电机控制解决方案功能

ADSP-CM408F电机驱动控制板(EZ-KIT?)

电机驱动电源板

典型电机控制系统产品

 

隔离式栅极驱动器

克服光耦合器和高压栅极驱动器解决方案的局限性

隔离式栅极驱动器具有电气隔离和较强的栅极驱动能力,而很多系统架构 的安全性和鲁棒性都需要这些性能。ADI的隔离式栅极驱动器产品组合可为 设计人员提供光电耦合器或脉冲变压器设计的性能和可靠性优势。隔离式 栅极驱动器系列采用ADI经过检验的iCoupler?技术,提供50 ns最大传播延迟、 小于5 ns通道间匹配、400 V rms工作电压下的50年工作寿命和单封装电流隔离优势。

采用iCoupler技术进行数字隔离

iCoupler变压器隔离优势

? 尺寸更小
? 成本更低、性能高
? 功耗更低
? 可集成其他功能 ? isoPower
? 可靠性更高

安全与标准

 基本安全性与功能安全性 ? IEC60664, IEC61800-5-x
 增强隔离
 VDE-0884-10, IEC60747-5-5
 UL1577
 1200 VPEAK工作电压 PWM
 保证8 mm爬电距离

准数据隔离器

数字隔离器能够不折不扣地提供最高性能

利用iCoupler数字隔离器,设计师可以摆脱光耦合器的成本、尺 寸、功耗、性能和可靠性限制,在设计中实现出色的隔离性能。 目前已有10亿个以上的隔离通道投入应用。这些磁性隔离产品安 全可靠且易于使用,是光耦合器的理想替代产品。

用于电机控制中系统间通信的隔离式RS-485收发器

这些隔离式收发器集成ADI公司的iCoupler技术,将一个3通道隔离 器、一个三态差分线路驱动器、一个差分输入接收器和ADI公司的 isoPower dc-dc转换器集成于单封装中。它们采用5 V或者3.3 V单电源 供电,实现完全集成的信号和电源隔离RS-485解决方案。额定温度 范围为工业温度范围,提供16引脚、宽体SOIC高集成度封装,爬电距 离和电气间隙大于8 mm。这些器件使得设计人员能够在设计中隔离 通信的同时,无需像使用传统隔离产品那样担心成本、尺寸、电源和 可靠性的限制。

集成isoPower的隔离式DC-DC转换器

这些隔离式dc-dc转换器扩展了ADI公司的隔离式电源产品组合,为 设计人员提供紧凑、易于实施、经济高效的方法,帮助他们同时满 足隔离电源和数据要求。小尺寸和输出功率组合还可以解决日益 增长的空间和功耗限制问题,这些是工程师在设计电机驱动时必 须考虑的因素。

采用isoPower的差异

 

电源管理

电机控制系统中的PMBus数字功率因数校正

电机控制系统正不断从无源谐波校正电感转向有源功率因数校正 (PFC)系统,以改善总谐波失真(THD)、降低系统尺寸和重量,并改 善单相和三相设计的效率。

ADP1047和ADP1048数字功率因数校正系列产品提供具有±1%精度 输入功率计量能力的多功能控制器。ADP1047是一款单相器件;而 ADP1048则是交错式控制器,可配置为无电桥PFC,具有高系统效 率。ADP1047/ADP1048可通过易于使用的图形用户界面(GUI)编程,程 序部署于硬件状态机中,可实现稳定而可靠的电机控制PFC解决方 案。PMBusTM接口允许对参数进行调整和报告,包括输入电压、电 流、功率和温度的精确测量。ADP1047/ADP1048 PFC系列能与电机 控制器实现通信(比如ADSP-CM408F),从而优化效率和电机控制系 统性能。

PFC评估工具和软件

可前往,订购评估板并免费下载GUI。提供各种参考设计、应用指南和视频指南,供您学习如何使用:

? ADP1047 300 W交错式评估板—ADP1048-600-EVALZ
? ADP1048 600 W交错式评估板—ADP1047-300-EVALZ
? ADP1048 无电桥参考设计
? 提供GUI和用户指南

高速MOSFET驱动器

ADP36xx系列2 A和4 A高速FET驱动器可作为ADP1047/ADP1048数字PFC控制器的 补 充 器 件 。这 些 器 件 采 用 标 准 工 业 尺 寸 ,但 引 入 了 更 快 的 开 关 性 能 和 高 级 保 护 特性。

集成式调节器提供同类一流的效率、系统性能和尺寸

ADI调节器产品可用于电机控制,提供一系列集成电源的负载点(POL)器件供选择,支持宽范围电源分配选项。这包括5 V、12 V和24 V到 多轨解决方案的独立开关调节器,支持从几mA到几A的负载要求,同时保持高效率与高性能;另外还包括线性调节器,提供低噪声 解决方案,有助于提升精密位置检测应用中的精度。

开关/多轨调节器

ADP5134微型PMU优势

线性调节器