作者：Gaetano (Guy) Fichera，Boston Engineering Corporation电子产品部总监

内容提要

隔离是交流电压电机驱动不可分割的一部分。电气隔离的方法有多种——主要采用光耦合器和数字隔离器。使用数字隔离器与传统的光耦合器相比具有数种优势——其中包括成本更低、元件数量更少、可靠性更强。本文以传统电机控制器设计为基础，对几种隔离方法进行比较，以突显数字隔离器的优势。

光耦合器与数字隔离器的背景知识

光耦合器使用LED发出的光将数据通过隔离栅传输到一个光电二极管。当LED开启和关闭时，将在电气隔离光电二极管一端产生逻辑高和低信号。光耦合器的速度与光电二极管检波器的速率以及为其二极管电容充电的时间直接相关。提升速度的一种方式是提高LED电流，但其代价是功耗的增加。

<font color="#FD8900">作者：Dara O’Sullivan 应用工程师 ADI公司</font>

<strong>摘要</strong>

工业电机驱动的整个市场趋势是对更高效率以及可靠性和稳定性的要求不断提高。功率半导体器件制造商不断在导通损耗和开关时间上寻求突破。有关增加绝缘栅极双极性晶体管(IGBT)导通损耗的一些权衡取舍是：更高的短路电流电平、更小的芯片尺寸，以及更低的热容量和短路耐受时间。这凸显了栅极驱动器电路以及过流检测和保护功能的重要性。本文讨论现代工业电机驱动中成功可靠地实现短路保护的问题，同时提供三相电机控制应用中隔离式栅极驱动器的实验性示例。

<strong>工业环境中的短路</strong>

<font color="#FD8900"></strong>作者：Dara O'Sullivan(系统工程师)和Maurice Moroney (技术营销经理)，ADI公司<strong></font>

<strong>隔离类型简介</strong>

隔离用户及敏感电子部件是电机控制系统的重要考虑事项。安全隔离用于保护用户免受有害电压影响，功能隔离则专门用来保护设备和器件。电机控制系统可能包含各种各样的隔离器件，例如：驱动电路中的隔离式栅极驱动器；检测电路中的隔离式ADC、放大器和传感器；以及通信电路中的隔离式SPI、RS-485、标准数字隔离器。无论是出于安全原因，还是为了优化性能，都要求精心选择这些器件。

<strong>设计简介</strong>

此方案使用主要芯片为：<a href="http://www.analog.com/cn/products/interface-isolation/isolation/isolate… AD7403</a>

<strong>设计简介</strong>

此方案使用主要芯片为：<a href="http://www.analog.com/cn/adsp-cm408f">ADSP-CM408F</a&gt;

针对电机控制系统，ADI公司能够提供涵盖信号链中所有重要 器件的完整解决方案，相关产品包括了模数/数模转换器、放大器、嵌入式处理器、iCoupler®数字隔离 器和电源管理器件。这些高性能的器件和增加系统集成度有助于实现更新型的拓扑结构设计，为客户实现系统的差异化设计带来价值。

</strong>设计简介</strong>

此方案使用主要芯片为：<a href="http://www.analog.com/cn/adsp-cm408f">ADSP-CM408F</a&gt;

ADSP-CM40X 系列处理器芯片是 ADI公司最新推出的基于 ARM Cortex M4 内核的产品。该产品处理器主频高达 240Mhz，集成了高性能的 16bits ADC，谐波分析引擎（HAE）以及丰富的内存及外部接口资源，十分适合于中低压的继电保护产品及配电自动化终端、电机伺服驱动控制等应用。

<font color="#FD8900">作者：ADI公司，高级应用工程师Nicola O'Byrne</strong>

工业运动控制涵盖一系列应用，包括基于逆变器的风扇或泵控制、具有更为复杂的交流驱动控制的工厂自动化以及高级自动化应用(如具有高级伺服控制的机器人)。这些系统需要检测和反馈多个变量，例如电机绕组电流或电压、直流链路电流或电压、转子位置和速度。在诸如增值功能(如状态监控)等考虑因素中，终端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度将决定变量的选择和所需的测量精度。据报道，电机占全球总能耗的40%，国际法规越来越注重整个工业运动应用的系统效率，因此，这些变量越来越重要，特别是电流和电压。

<font color="#FD8900">作者：Aengus Murray 和Robert Zwicker ADI公司</font>

电机和电源控制逆变器设计人员都会遇到相同的问题，即如何将控制和用户接口电路与危险的功率线路电压隔离。隔离最主要的要求是方式功率线路电压损坏控制电路，更重要的是，保护用户受到危险电压伤害。系统必须符合相应国际标准规定的安全要求，例如涵盖电机驱动和太阳能逆变器的IEC 61800和IEC 62109。

<font color="#FD8900">作者：ADI公司Brendan Cronin、Robert Guyol、Mark Donegan</font>
<strong>BLDC电机趋势</strong>

<font color="#FD8900">作者：Stefan Hacker ADI公司系统专家</font>

围绕现代生产工厂的能源效率问题，目前有许多讨论，系统解决方案制造商不断推出新的概念来应对这个问题。其中一个概念涉及到提高自动化程度，这多少有点令人吃惊，但它考虑到了能源效率需求，意图通过提供更强大的互连网络来提高效率。

关于能源效率的要求已在欧盟标准和EuP (能源使用产品)等指令中写明。新法规已于2015年1月1日生效，到2017年1月将有更多措施出台，届时将会推出新的能效等级并将更小的动力装置纳入其中。目标是到2020年将能耗再降低20%。

Bob Adams Analog Devices（全球领先的高性能信号处理应用半导体解决方案供应商）研究员Bob Adams因为在商业Δ-Σ转换器领域的突破性贡献，荣获2016年度IEEE（电气电子工程师协会）电路与系统协会工业先锋奖。获此殊荣者仅有16人，他是其中之一。

电机控制正在成为电力行业中变化最快的技术领域。 其原因在于，家庭、工厂和汽车中使用的数以百万计的电机需要提高能效。 若要实现更新更严格的能效目标，电机控制器设计、电流检测和控制算法必须有新的发展。

电机控制的主要设计要素可分为四个方面：通信接口、EMC鲁棒性、电路隔离和能效。 接下来几年，最大的变化可能发生在能效方面。

根据ADI公司的Anders Fredriksen说法，人们大力要求把电机设计中的能效放在更重要的位置，而未来几年，随着新能效标准的引入，这种要求将更加强烈。

日前，ADI北京位于中关村东升科技园的新办公区正式启用，标志着ADI在华事业的进一步拓展，正如ADI公司副总裁及大中华区董事总经理Jerry Fan表示，“ADI公司在华发展将迈向一个全新的高度。ADI公司将以此作为新征程的起点，凭借世界领先的模拟与混合信号技术以及创新的研发理念，与中国广大客户缔结更紧密、更坚实的技术纽带，为其提供更深入的技术支持与更优质的服务体验，进而助推中国乃至全球电子与高科技行业的创新发展。”

那么如何才能提供更深入的技术支持和更创新的产品及研发理念呢？ADI公司工业/医疗/消费者事业部中国区技术总监赵轶苗给予了非常详细的解读。从发展概况、成长历程、发展方向和宗旨等一一进行解读。

成绩斐然的研发中心

近年来，德国在全球推广“工业4.0”这个概念，旨在推动工业领域新一代革命性技术的研发与创新，得益于其极大提高了生产效率，这个以智能制造为指导的第四次工业革命在全球掀起了一阵热潮。

纵使是一个新的工业革命，但电机控制也是一如既往的重要。因此如何做好电机控制以符合新工业的需要，就成为了各大半导体厂商考虑的问题。ADI公司作为行业内的翘楚，在高效率低功耗的电机控制方面有着传统的优势，那么在未来的智能工业浪潮里，ADI是怎么因应需求而在电机控制方面做出相应的改变呢?电子发烧友本期《智能工业特刊》专门采访了ADI公司的市场经理张松刚，就ADI公司在电机控制方面的技术进行深入交流。

我们知道，智能工业作为一个新的方面，每个人都有着不同的看法，那么ADI是怎样看待智能工业的发展的呢?

视频中介绍了ADSP-CM40X支持软件包，包括安装包的内容、安装路径、驱动和应用程序接口、工程配置选项、管脚复用自动代码生成工具、以及以软件包内的示例工程为基础开发的UART二阶启动代码。

在本视频中， 强调了基于ADSP-CM40X的开发所需的软硬件准备，介绍利用IAR开发和运行Hello Word、LED程序所需的配置，使用硬件浮点加速单元，ADSP-CM40X的驱动和系统服务程序等

本视频介绍了《ADI在线研讨会:应对电机控制嵌入式设计挑战》新的设计方法和设计流程以及一个完整的开放式系统设计，以便实现各种终端解决方案。

连接工业以太网的电机控制

了解iCoupler数字隔离器技术在电机控制解决方案中相对于光耦合器的诸多优势，了解它如何帮助电机控制系统设计师实现严格的设计目标。

三个ADuM3223栅极驱动器可将控制信号与连接至经整流交流市电输入的电源级隔离。 六个PWM控制信号来自Blackfin EZ套件，可驱动六个IGBT栅极，控制一个三相变速感应电机。