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IC693MDL646CA  電源管理

智能運(yùn)動(dòng)應(yīng)用通常部署在嚴(yán)苛的工業(yè)環(huán)境中，這些環(huán)境要求能夠在高環(huán)境溫度下運(yùn)行，且能夠抵御傳導(dǎo)噪聲和高壓瞬變。在一些分散應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器更靠近采用更小封裝的電機(jī)，在其他應(yīng)用中，驅(qū)動(dòng)器則與電機(jī)集成在一起。需要使用能在高環(huán)境溫度下運(yùn)行的更高功率密度的電源管理解決方案，以支持實(shí)現(xiàn)這些尺寸更小巧的智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用。

機(jī)器健康

機(jī)器健康使用振動(dòng)和沖擊傳感器來對機(jī)器健康執(zhí)行實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)控，以消除計(jì)劃外的停機(jī)，延長資產(chǎn)的使用壽命，同時(shí)降低維護(hù)成本。通過將機(jī)器健康監(jiān)控集成到運(yùn)動(dòng)應(yīng)用中，可以通過數(shù)字化策略產(chǎn)生新的收入流，這些策略基于確保的正常運(yùn)行時(shí)間來創(chuàng)建基于服務(wù)的新商業(yè)模式，以實(shí)現(xiàn)更高級別的制造生產(chǎn)力?；谡駝?dòng)、沖擊和溫度的資產(chǎn)健康數(shù)據(jù)被終端AI轉(zhuǎn)化為資產(chǎn)健康洞察，然后通過有線或無線解決方案傳輸至管理控制軟件，提供重要資產(chǎn)的實(shí)時(shí)健康狀態(tài)。

結(jié)論

為了快速響應(yīng)不斷變化的消費(fèi)者需求和支持高效生產(chǎn)（批量大小低至1），需要施行敏捷生產(chǎn)。敏捷生產(chǎn)由可快速重構(gòu)的智能連接資產(chǎn)助力實(shí)現(xiàn)。這些互連資產(chǎn)實(shí)時(shí)共享數(shù)據(jù)；這些數(shù)據(jù)可用于識別生產(chǎn)瓶頸，以及通過監(jiān)測資產(chǎn)的健康狀況來消除計(jì)劃外的停機(jī)，從而改善運(yùn)營效率。基于智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案構(gòu)建的智能制造消耗的能源更少，且支持更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，以推動(dòng)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性、生產(chǎn)力和可持續(xù)性。

智能運(yùn)動(dòng)控制解決方案

ADI公司用于智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用的技術(shù)和系統(tǒng)級解決方案支持實(shí)現(xiàn)更高級別的性能，同時(shí)降低能耗和減少停機(jī)時(shí)間。圖5概要介紹典型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器信號鏈，該信號鏈由6個(gè)主要模塊構(gòu)成，每個(gè)模塊代表一種ADI解決方案。

功率電子器件

功率電子器件在電機(jī)驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)中提供功率轉(zhuǎn)換。高壓系統(tǒng)(>100 V)使用絕緣柵驅(qū)動(dòng)器來驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體。 ADuM4122是單柵絕緣柵驅(qū)動(dòng)器，提供3 A短路(<3 Ω)，支持功能性或增強(qiáng)絕緣（高達(dá)~800 V直流母線），提供擺率控制，以實(shí)現(xiàn)EMI/功率損耗優(yōu)化；還支持高共模瞬變抑制(CMTI)和低傳播延遲，以配合SiC和GaN功率半導(dǎo)體使用。ADuM160N 多通道數(shù)字隔離器可用于隔離PWM信號，與集成了柵驅(qū)動(dòng)器和功率半導(dǎo)體的集成功率模塊(IPM)配合使用。 ADuM6028 隔離功率器件可與數(shù)字隔離器、隔離型收發(fā)器和隔離型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器一起使用，提供完全通過安全認(rèn)證、可即時(shí)使用的非常小巧的8引腳解決方案。

對于低壓系統(tǒng)(<100 V)，可使用提供浮動(dòng)接地和可編程死區(qū)時(shí)間的100 V半橋驅(qū)動(dòng)器 LTC7060，或采用PassThru?技術(shù)和自適應(yīng)擊穿保護(hù)的150 V受保護(hù)高端NMOS靜態(tài)開關(guān)驅(qū)動(dòng)器 LTC7000來驅(qū)動(dòng)低壓半導(dǎo)體。LTC7000還支持可編程死區(qū)時(shí)間（用于優(yōu)化效率）、增強(qiáng)型電流控制和擺率控制（用于降低EMI）。

電流檢測

ADuM7701 是一款高性能、二階Σ-Δ調(diào)制器，片上的數(shù)字隔離采用ADI公司的iCoupler®技術(shù)，能將模擬輸入信號轉(zhuǎn)換為高速單位數(shù)據(jù)流，以進(jìn)行隔離電流檢測測量。 ADuM7703 提供低失調(diào)漂移（最大0.6 μV/°C），可降低扭矩紋波，采用緊湊型8引腳封裝，集成LDO，以簡化電源設(shè)計(jì)和減小板面積。提供150 V/ns CMTI（最小額定值），可配合GaN和SiC功率電子器件使用。

AD8410 高壓電流檢測放大器提供高增益（20 V/V、50 V/V、100 V/V）、低失調(diào)漂移(~1 μV/°C)和高帶寬(2 MHz)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化電流控制。AD8410還包括雙向電流測量輸入（高達(dá)100 V共模輸入）。 LTC6102 精密零漂移電流檢測放大器確保在廣泛的工作條件下提供精度，在電流分流檢測應(yīng)用中可由高端電壓（高達(dá)100 V）供電。

位置檢測

位置反饋用于執(zhí)行直接位置控制，或推斷轉(zhuǎn)速和執(zhí)行機(jī)器速度控制。 ADA4570 和 ADA4571 將AMR角度傳感器和集成式信號調(diào)節(jié)器集成在一起，為電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和伺服器應(yīng)用提供更高精度的絕對位置檢測（誤差<0.1°，使用壽命/溫度<0.5°）。它們能在嚴(yán)苛的磁性環(huán)境中可靠運(yùn)行，支持寬氣隙公差且不降低角誤差精度（與霍爾/GMR/TMR不同），并簡化系統(tǒng)設(shè)計(jì)考量。與工業(yè)應(yīng)用中的光學(xué)傳感器相比，ADA4570和ADA4571不受灰塵或污垢影響，與市場上內(nèi)置校準(zhǔn)引擎的數(shù)字輸出解決方案相比，它們的延遲非常低。ADA4571生成兩個(gè)單端模擬輸出（正弦和余弦），用于表示周圍磁場的角位置，ADA4570則生成兩個(gè)差分模擬輸出對。ADA4571的雙版本(ADA4571-2)也可用于安全關(guān)鍵應(yīng)用中需要完全冗余的地方。

AD7380是一款4 MSPS雙通道同步采樣16位SAR ADC，提供精度、吞吐量和最小尺寸，適用于編碼器應(yīng)用。AD7380采用小封裝(3 mm ×3 mm)，用于使編碼器小型化，提供4 MSPS吞吐量，以實(shí)現(xiàn)延遲和控制環(huán)路快速瞬態(tài)響應(yīng)。AD7380過采樣引擎可以在較慢的工作條件下實(shí)現(xiàn)更高的精度。

機(jī)器健康

振動(dòng)和沖擊傳感器正被集成到編碼器或電機(jī)中，以提供資產(chǎn)健康狀況信息。 ADXL1002 超低噪聲（±50 g范圍內(nèi)為25 μg/√Hz）、高頻率±50 g MEMS加速度計(jì)提供高達(dá)11 kHz（3 dB點(diǎn)）的高數(shù)據(jù)帶寬振動(dòng)檢測，諧振頻率為21 kHz。ADXL1002是替代壓電傳感器的低成本、低功率方案。與壓電傳感器相比，ADXL1002可以監(jiān)測低至直流的低轉(zhuǎn)速設(shè)備，同時(shí)降低校準(zhǔn)要求。 ADXL354 是一款低噪聲、低功率3軸MEMS加速度計(jì)，采用小型封裝(3 mm × 5 mm)，具有數(shù)字接口、SPI（3線和4線）和I2C，為編碼器提供緊湊型振動(dòng)檢測集成解決方案。

ADI OtoSense? 智能電機(jī)傳感器 是基于AI的全套硬件和軟件解決方案，將一流的檢測技術(shù)和領(lǐng)先的數(shù)據(jù)分析結(jié)合起來，對電機(jī)實(shí)施狀態(tài)監(jiān)控。無論是哪種類型的電機(jī)，ADI OtoSense SMS都提供最關(guān)鍵的診斷，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可執(zhí)行的信息，幫助用戶預(yù)測維護(hù)周期和規(guī)避計(jì)劃外的停機(jī)。

網(wǎng)絡(luò)接口

智能制造基于智能運(yùn)動(dòng)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)，在資產(chǎn)和更高級別的控制和管理網(wǎng)絡(luò)之間共享數(shù)據(jù)。ADI提供的可靠、低功耗和低延遲PHY包括 ADIN1200 (10/100) PHY 和 ADIN1300 (10/100/1000) PHY。 這兩種工業(yè)以太網(wǎng)PHY都是為要求工作環(huán)境溫度高達(dá)105°C的工業(yè)應(yīng)用而開發(fā)的，已根據(jù)EMC和可靠性標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廣泛測試，以在嚴(yán)苛的工業(yè)應(yīng)用中運(yùn)行。低延遲PHY支持更低的周期時(shí)間網(wǎng)絡(luò)，支持將更多設(shè)備連接到網(wǎng)絡(luò)，并滿足復(fù)雜、高性能確定性運(yùn)動(dòng)應(yīng)用的時(shí)序要求。為了實(shí)現(xiàn)確定性工業(yè)以太網(wǎng)連接，ADI的2層工業(yè)以太網(wǎng)嵌入了2端口開關(guān)。fido5100 和 fido5200 支持PROFINET、以太網(wǎng)/IP、EtherCAT、Modbus TCP和Ethernet POWERLINK工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議，以及任何處理器、協(xié)議和堆棧。

運(yùn)動(dòng)控制器

運(yùn)動(dòng)控制器提供處理引擎，生成PWM信號來驅(qū)動(dòng)功率半導(dǎo)體，并接收電流和位置反饋信號來控制電機(jī)的速度和扭矩。需要使用可靠、高環(huán)境溫度、高功率密度電源管理解決方案來為控制器供電，該控制器通常是FPGA或處理器，提供可選的上電順序和電源遙測功能。ADI公司的 Power by Linear? 電源管理 IC和電源模塊為推動(dòng)當(dāng)今和未來的智能運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。運(yùn)動(dòng)控制器通常位于中央機(jī)架，需要與編碼器進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。此時(shí)可以使用ADI的隔離和非隔離RS-485收發(fā)器，以串行通信的方式將編碼器位置反饋信息傳輸給運(yùn)動(dòng)控制器。 ADM3066E是一款±12 kV IEC ESD保護(hù)全雙工50 Mbps RS-485收發(fā)器，提供高帶寬、高環(huán)境溫度(125°C)、可靠的通信解決方案，采用3 mm × 3 mm小封裝，適用于編碼器應(yīng)用。

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