电机和功率控制解决方案

借助ADI公司业界领先的转换器、放大器和处理器技术，电机控制和逆变器客户能够设计出精度更高、更加节能、通信能力更强的产品。此外，ADI公司丰富多样的模拟和处理器产品支持核心信号链，可加快产品上市时间，提高能效和工厂自动化集成度，降低维护成本。ADI公司的收发器和Blackfin®处理器所提供的通信技术可将工厂自动化提升到更高层次。ADIMEMS技术支持振动检测和定位控制，有助于实现更准确的预见性维护，降低运营成本。ADI公司的电源管理产品支持以更高的能效和控制水平实现所有这些功能。电机和功率控制解决方案目录反馈和检测...............................2隔离...........................................5过程解决方案..........................6通信和系统集成......................7电源和支持功能.......................8演示与参考设计.....................11资源与工具.............................12利用ADI公司的RDC优化速度/分辨率与负载位置的关系许多电机控制系统以可变的轴转速工作。为提供最精确的位置信息，要求系统具有灵活可变的分辨率。AD2S1210正是这样一种能够即时改变分辨率的旋变数字转换器。这款转换器是一款集成解决方案，包括一个具有可编程频率的激励振荡器、可编程阈值电平、非常宽的模拟输入范围以及指示故障确切性质的信息。AD2S1210提供以更少的外部元件与旋转变压器接口所需的高级功能。AD2S1210特性•可变分辨率：10位至16位•精度：2.5弧分(16位分辨率)•最大跟踪速率：3125rps(10位分辨率)•可编程故障检测阈值•可编程激励频率集成RDC/振荡器解决方案产品型号描述AD2S120012位跟踪型RDC、11弧分、1000rpsAD2S120512位跟踪型RDC、11弧分、1250rps利用ADI公司的同步采样ADC实现精密位置检测电机控制伺服驱动器应用广泛，精密机器人、CNC(计算机数控)加工和工厂自动化就是其中的几例。这些系统集成轴位置反馈功能，以便精确检测位置，确保系统操作准确。此反馈功能由具备不同输出特性的各种编码器提供。AD7262/AD7264集成有PGA和双通道同步采样差分输入ADC，能够与各种编码器直接接口，不同的设计都可以采用同一种器件，从而减少不同位置反馈平台的硬件变更，并提高软件重用率，最终缩短开发周期。AD7262/AD7264内置4个比较器以与极点传感器接口，同时具有内部ADC失调、系统失调和增益校准功能，以确保ADC最终结果的准确性。这种单芯片解决方案在一个封装中集成了与位置传感器成功接口所需的全部功能，物料(BOM)成本和PCB板复杂性得以降低，而性能则达到同类最高水平。特性•14位、1MSPS、双通道同步采样ADC•可编程增益放大器，具有14个不同的增益级•高模拟输入阻抗，无需ADC驱动电路•4个片内比较器双通道同步采样SARADC产品型号描述AD7265双通道、1MSPS、12位、3个差分通道/6个单端通道AD7266双通道、2MSPS、12位、3个差分通道/6个单端通道反馈和检测2|电机和功率控制解决方案ADI公司的MEMS传感器技术在振动检测应用中提供高精度和高带宽，以支持预见性维护为确保制造设备能以最高效率和吞吐量持续工作，需要对电机或涡轮机性能进行有效监控，使维修停工时间减至最短。ADI公司的ADIS16220和ADIS16223iSensor®数字振动传感器及ADXL001MEMS加速度计提供业界最宽的带宽，允许精密监控电机的自然频率，从而在第一时间检测出维护相关问题。MEMS传感器的小尺寸和嵌入式特性，如ADIS16220的可编程捕捉缓冲器等，使得它能被安装在更靠近振动源的地方，并能更准确地采集数据。特性•高性能单轴模拟加速度计•±70giSensor宽带范围(ADXL001另提供±250g和±500g范围)•22kHz谐振频率结构•高线性度：满量程的0.2%•低噪声：4mg/Hz精密电流检测支持直流电机扭矩测量直流电机执行着各种各样的关键功能，从支持汽车的电动助力转向，到促进睡眠呼吸机的空气流动以帮助人们睡得更舒服。电机电流检测对于确定扭矩和提供闭环控制至关重要。ADI公司的AD8207等电流传感器能够在PWM信号存在的情况下监控电机相位电流，提供一种简单的全集成式电流检测解决方案。由于存在快速切换的PWM信号，分立器件系统极难精确测量分流电阻中的电机电流。AD8207则具备宽输入电压范围、出色的交流共模抑制性能、同类最佳的失调漂移（最大值小于1μV/°C）、双向工作特性和高压瞬态保护功能，能够精确测量瞬时电流。通过直接在电机相位上监控电流，可以方便地获得对地短路等诊断信息，从而实现更加鲁棒的电机控制解决方案。特性•失调漂移典型值500nV/°C•能够抑制–4V至+65V的输入PWM共模电压•−25V至+75V容许输入电压•共模抑制比：80dB(DC至100kHz)•缓冲输出可驱动任何标准ADC其它电流检测/差动放大器产品型号CMR(V)G=10时典型带宽(kHz)CMRR(dB)增益范围(最小至最大)失调漂移(μV/°C)AD8205–2至+6550785015(典型值)AD8206–2至+65100762015(典型值)AD8207–4至+6515080201(典型值)AD8210–2至+65450100208(典型值)AD8216–4至+65300080320(典型值)|3利用ADI公司的AD7656-1对风轮机中的高速控制环路进行数字化，以满足苛刻的电网控制要求由于各种各样的原因，电网经常遭受电压骤降或中断的困扰。针对此类事件，当与电网相连的风轮机输出发生压降时，一些风轮机技术的应对措施是自动关停风轮机。这可能是关停整个风力发电场，关停事件以及随后的重新上网会对电网稳定性产生重大影响。ADI公司的AD7656-1同步采样ADC是UPS设计的理想之选，适合于监控变压器信号电平，从而保持风轮机与电网连接电压的稳定性，使风轮机能够连续运转。特性•6通道、250kSPS同步采样ADC•可选的16/14/12位ADC产品•双极性输入范围：±10V、±5V•并行、串行和菊花链接口模式其它双极性同步采样ADC产品型号分辨率（位）吞吐速率通道数模拟输入范围接口AD7606/AD760716/14200kSPS8双极性10V、双极性5.0V并行、串行、SPIAD7606-4/AD7606-616200kSPS4/6双极性10V、双极性5.0V并行、串行、SPIAD7366-5/AD7367-512/14500kSPS2双极性10V、双极性5.0V、单极性10V串行、SPIAD7366/AD736712/141MSPS4双极性(VREF)×2、双极性(VREF)×4、双极性10V、双极性5.0V、单极性(VREF)×4、单极性10V串行、SPIAD7657-1/AD7658-114/12250kSPS6双极性10V、双极性5.0V、单极性10V并行、串行、SPI精密放大器提供精密电平转换和低端电流检测应用所需的高精度和低漂移特性在高效率、集成式电机控制应用中，精确的低端电流检测对于系统整体性能至关重要。为了准确检测这种电流，需要低噪声、低失调电压、低输入偏置电流和温度漂移极低的运算放大器。精密放大器也可以用于对测得的电流执行精确电平转换，以便能与低电压、单电源模数转换器正确接口。ADI公司拥有种类广泛、尺寸各异的精密运算放大器，电机控制系统中的几乎所有应用都能找到合适的产品。这些运算放大器提供了宽温度范围(–40°C至125°C)内的性能规格最小值和最大值，系统设计人员可以放心地计算误差预算。除了精密失调、噪声和漂移这些特性外，运算放大器OP2177和OP4177还能在±2.5V至36V的宽电源电压范围工作。它们还具有宽输入和输出动态范围，能够非常灵活地应用于电机控制系统的检测、电平转换和滤波操作。特性•输入电压噪声：8.5nV/√Hz•最大输入失调电压：60µV其它运算放大器产品型号每个封装的运放数VOS(𝛍V)IB–3dB带宽(MHz)压摆率(V/µs)VCC–VEE(V)IQ/放大器AD86711203nA10410至363.5mAAD851228021pA8209至362.5mAAD82221002pA1.933至36900μAAD86044500200fA8.462.7至61.2mA应用•涡轮机内的发电和功率控制器•叶片间距控制•更新/升级涡轮机内的UPS或外部UPS•最大失调漂移：0.7μV/°C•最大输入偏置电流：2nA4|电机和功率控制解决方案在电流和电压检测环路中集成隔离功能一般而言，电流监控器件必须能够耐受相对于各相和控制电路的高电压。UL、CSA和VDE规定的安全标准要求电机具备高达3.75kVrms的增强隔离性能。AD7400A和AD7401A是二阶Σ-Δ调制器，能将模拟输入信号转换为高速1位数据流，其片内数字隔离采用ADI公司的iCoupler®技术。利用这些器件，电机控制客户可以设计出符合增强隔离要求的精密且鲁棒的电路板。AD7400A和AD7401A也可以用于监控电压，或者用作隔离放大器，配合三阶有源滤波器工作。特性•16位无失码•16位时INL典型值为±2LSB•符合CSA、UL、VDE3.75kVrms电机增强隔离标准•输入范围：±250mV；温度范围：–40°C至+125°C产品型号VIORM(VPEAK)分辨率(位)采样速率(MSPS)电源电压(V)功耗(mW)AIN范围接口AD740089116103至5.595±200mV差分-40至+105AD7400A89116103至5.585±250mV差分-40至+125AD740189116203至5.5105±200mV差分-40至+105AD7401A89116203至5.594±250mV差分-40至+125ADI公司的集成式隔离栅极驱动器将隔离电源和隔离栅极驱动器纳入一个封装中，提高系统可靠性和质量在电机控制电路中，隔离和栅极驱动器缺一不可。诸如光耦合器式隔离栅极驱动器之类的解决方案需要单独的隔离电源，导致解决方案尺寸增加，并且设计时间延长。ADuM5230和ADuM6132是业界首款在一个封装中提供独立且隔离的输出，以及用于栅极驱动的隔离电源的隔离栅极驱动器。这一集成特性消除了使用外部器件的必要性，系统成本和尺寸缩减达50%，并且可以通过简化设计提高系统的可靠性和质量。特性•集成isoPower®的隔离式高端电源•高共模瞬变抗扰度：25kV/μs•16引脚宽体SOIC•安全和法规认证隔离式栅极驱动器产品型号通道数隔离额定值(kVrms)最小隔离输出电压(V)最大隔离输出电压(V)最大温度(°C)ADuM123322.51218105ADuM123422.51218105ADuM322022.54.518125ADuM523022.51218105ADuM613213.712.51785ADuM7234211218105隔离应用•隔离电流监控•隔离电压监控利用单芯片实现USB隔离ADuM3160和ADuM4160均采用ADI公司的专有iCoupler技术，兼容USB2.0，提供完全隔离的1.5Mbps和12Mbps数据速率，不仅能够降低系统成本、减小设计尺寸、缩短设计时间，而且满足最苛刻的医疗和工业标准。欲了解更多信息，请访问：。|5ADIDSP处理器提供控制和信号处理功能，有助于实现更高的能效、无传感器矢量控制和高级通信过去十