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控製係統

用於工業運動控製的ASSP技術(二)

星之球激光 來源:中國自動化網2012-02-18 我要評論(0 )   

微步進 工業(ye) 工程師應該熟知微步進電機概念,一般大多數集成控製器都為(wei) 設計師提供了分辨率選擇:對於(yu) AMIS-3062x係列,就有1/2、1/4、1/8和1/16步進操作可用。微步進以更...

 微步進
  工業(ye) 工程師應該熟知微步進電機概念,一般大多數集成控製器都為(wei) 設計師提供了分辨率選擇:對於(yu) AMIS-3062x係列,就有1/2、1/4、1/8和1/16步進操作可用。微步進以更低的頻率產(chan) 生更平穩的運動和更高效的操作,使係統更能免於(yu) 受共振效果影響,因為(wei) 它消除了全或半步進係統所產(chan) 生的大型不連貫波形。總體(ti) 效果就是更低的機械和電機震動及噪音。
  
  當然,利用微步進優(you) 勢的能力取決(jue) 於(yu) 控製器將驅動電流調整至更高精密度的能力,不管是在振幅還是時序方麵。H橋內(nei) 的兩(liang) 種驅動電流的比率能夠確定電機位置,而扭矩則由振幅控製。這種控製對準確度的需求與(yu) 此應用中要求的最大驅動電流一樣是重要的設計參數。
  
  幾項設備規格一起影響了這些參數:比如,PWM頻率的合適選擇(在一般的AMIS-3 
  026x中為(wei) 20kHz),而振蕩器的頻率和精密度也就由此得出了(4MHz、±10%)。但驅動器的瞬變開關(guan) 時間也很重要:AMIS-3026x針對這些數量分別規定了350ns和250ns的規格。該設備還包括作為(wei) 精密度參考的片內(nei) 平衡電壓源。最後,被選中的運動控製器必須能夠提供所需的高端驅動電流:AMIS設備為(wei) 此提供了一個(ge) 集成的250kHz電荷泵。
    
  尺寸和功率
  確認了擁有所需性能的設備後,設計人員還必須記住在許多應用中都必須考慮的兩(liang) 個(ge) 因素:尺寸和功耗。汽車、工業(ye) 設備和樓宇自動化等應用經常需要將運動控製器直接安裝在電機上,要求使用有結實包裝的小型組件。采用Micro Leadframe (MLF)包裝的設備現已上市,它們(men) 是此類應用的理想之選。這種“近芯片尺度”NQFP包裝的橫斷麵不足1mm,占用麵積僅(jin) 為(wei) 7mm×7mm。這種新設備的另一個(ge) 優(you) 點是,通過采用裸露下墊板設計,熱阻得到顯著改善,這有助於(yu) 更有效地從(cong) 集成電路向安裝基體(ti) 散熱。同樣重要的是設備的集成度:例如,大多數控製器芯片都將至少包含功率應用中通常所需的一些保護功能。這些功能包括過電流、欠壓與(yu) 過壓、高溫與(yu) 低溫警告和管理。一般而言,這些不是“額外功能”:有一些必需的係統零件,一旦沒有裝進控製器,就需要額外的元件以實現其功能。
  
  同時功耗是一個(ge) 需要從(cong) 兩(liang) 方麵看待的問題。主要用於(yu) H橋FET內(nei) 的主動散熱不僅(jin) 浪費能源而且還會(hui) 導致工作溫度升高:而這反過來又會(hui) 導致需要使用額外的冷卻組件,並且還會(hui) 影響長期可靠性。另一方麵,在汽車等應用中,睡眠模式功耗是一個(ge) 比較特殊的問題,因為(wei) 設備將在關(guan) 機模式耗用大量時間,等待中斷或按鍵。關(guan) 機供電電流一般為(wei) 50礎的設備(如AMIS-3026x)特別適合此類應用。
    
  未來前景
  今天,單芯片電機控製器正迅速地從(cong) 基於(yu) 分離式設備的解決(jue) 方案中搶奪市場份額。雖然一些應用仍然要求采用子係統方法,ASSP產(chan) 品正在逐漸興(xing) 起。AMIS預計未來發展集中在兩(liang) 個(ge) 關(guan) 鍵領域。第一是將驅動電流提高至2.5A以上,但同時,設計人員也期望更高的集成水平和更小的整體(ti) 係統尺寸。
  
  第二,將來的設備能夠提供更大的靈活性。這不但能在單一應用中提升可取得的功能範圍,也能在多個(ge) 項目中部署同樣的硬件,減輕設計人員的學習(xi) 負擔。
  
  對所有這些時下和將來發展起關(guan) 鍵作用的,是將在不同電壓下工作的混合信號電路、特殊應用軟件和易於(yu) 使用的開發工具集成在一起的能力。隨著像AMIS這樣的公司不斷擴大這些技術的應用範圍,模擬世界和數字世界越來越接近,這將為(wei) 設計人員解決(jue) 當今現實世界中的問題帶來切實的好處。#p#分頁標題#e#

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