低成本低设计风险的高性能数字电机控制

技术分类: 运动控制/自动化    作者:Toshio Takahashi  发表时间:2005-11-13
重,又昂贵,而且不适于自动装配。在低功率电机控制中可以使用简单的分流电阻,并测量电阻两端的压降,不过这也需要复杂而精密的信号处理电路将典型电压范围仅为(200mV的微小压降转化为数字控制器可用的形式,该电路中最为困难的部分是对高达600V到1200V的共模偏置以及由相输出节点处高dv/dt引起的开关噪声环境的耐受能力。
  一种精巧的解决方案是利用HVIC技术整合差分测量电路、模拟数字转换器、具有共模噪声和dv/dt噪声抑制芰Φ母哐沟缙阶频缏芬约氨阌诤褪挚刂破髦苯咏涌诘男藕胖毓沟缏返取H缤?所示的IR2175就是一例相电流传感芯片。IR2175的输入为具有(260mV线性范围的差分电压,且共模偏置电压可以高达600V,dv/dt可以高达50V/ns。IR2175的输出为低压侧PWM信号,其载波频率为130kHz,占空比与差分电压水平成比例。当输入超出线性范围限制时,可以通过一个附加引脚输出过流信号,过流信号延迟只有2毫秒,从而提供了一条相对快捷的关断通道以保护IGBT防止出现短路状况。

高压集成芯片技术造就了空间节省的电流传感芯片IR2175
图3:高压集成芯片技术造就了空间节省的电流传感芯片IR2175

  IR2175可以和数字控制芯
片直接对接,通过数字控制芯片的直接计算使IR2175的PWM输出转化为10位分辨率的数字量。
  集成设计平台
  综合MCE在数字控制方面、HVIC在模拟电路方面以及IPM在功率模块方面的各项优势就能以更低的成本实现更高性能的新型电机控制集成设计平台。由于集成度大幅提高,因而元器件数量得以缩减,且有助于简化制造工艺,尤其可以简化功率器件装配和散热问题等。开发支持包括ServoDesigner配置工具和在单一电路板上集合了全部芯片组的评估系统,因而可以通过降低软件开发任务量,并发挥MCE控制引擎的确定性优势,以及可统一设计和测试的数字、模拟及功率芯片的相互兼容性等优势,构建出一种低风险的设计环境。
  更为重要的是,以专用硬件资源执行运算密集型算法还能够使上述解决方案获取额外的性能。如果再借助一个外部MCU来执行应用层任务,那么该集成设计平台就足以支持一套完整的系统控制实现方案。
  Toshio Takahashi是IR公司系统架构研发部工程总监,查询本文的更多相关信息,请发电子邮件至irasia@irf.com







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