电机控制

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<strong>作者：Colin Duggan和Denis Labrecque，ADI公司</strong>

鉴于在性能、成本、功耗、尺寸、新功能和效率等方面宏大的提升目标，未来嵌入式系统的设计面临着复杂的挑战。不过，一种有望解决这些复杂问题的设计选项已开始崭露头角——即模拟元件与ARM®微控制器内核的智能集成。这种方案与传统模拟集成的区别在于，新方案具有超高的性能，还经过了多种优化，以解决具体的系统级问题。虽然每个市场对这些提升领域的优选次序都有着自己的认识，但同时满足多个因素的要求实为众望所归，可以通过集成多个分立式元件来实现。从逻辑上讲，组合多个器件可以实现这些嵌入式系统目标中的一大部分，但只是简单地把多个分立式元件与一枚处理器集成到一个封装之中，这并非答案所在；解决方案要复杂得多，需要智能集成。

<strong>模拟与数字的智能集成</strong>

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<strong>应用</strong>：

＊ 高端电流检测
＊ 48 V电信
＊ 电源管理
＊ 基站
＊ 单向电机控制
＊ 精密高压电流源

<strong>概述</strong>

AD8217是一款高压、高分辨率分流放大器。设定增益为20V/V，在整个温度范围内的最大增益误差为±0.35%。缓冲输出电压可以直接与任何典型转换器连接。AD8217提供从4.5 V到80 V的出色共模抑制性能，并内置一个LDO，它直接从高压轨为器件供电。因此，只要输入共模范围为4.5 V至80 V，则无需其它电源。AD8217在分流电阻上执行单向电流测量，适合各种工业和电信应用，包括电机控制、电
池管理和基站功率放大器偏置控制等。

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<strong>应用</strong>

* 高端电流检测
* 48 V电信设备
* 电源管理
* 基站
* 单向电机控制
* 精密高压电流源

<strong>概述</strong>

AD8219是一款高压、高分辨率分流放大器。设定增益为60 V/V，在整个温度范围内的最大增益误差为±0.3%。缓冲输出电压可以直接与任何典型转换器连接。AD8219在输入共模电压处于4V至80V范围时，具有出色的输入共模抑制性能；它能够在分流电阻上进行单向电流的测量，适合各种工业和电信应用，包括电机控制、电源管理和基站功率放大器偏置控制等。

在−40°C至+125°C的整个温度范围内，AD8219都能提供极佳的性能。它采用零漂移内核，在整个工作温度范围和共模电压范围内，失调漂移典型值为±100 nV/°C。器件无论是否存在共模电压，在整个输入差分电压范围内保持线性输出，而输入失调电压典型值为±50 μV。AD8219采用8引脚MSOP封装。

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<strong>简介</strong>

恶劣环境是电机控制或电磁阀控制应用中的许多电气系统必须面对的现实。控制电机和电磁阀的电子装置需要非常接近使终端应用发生物理运动的高电流和电压。除了近距离外，这些系统常常会进行维修(例如，雇佣技工更改洗碗机电磁阀的控制器板)，这就为非故意的接线错误留下了可能性。接近高电流和电压，加上接线不当的可能性，要求设计需要考虑过压保护。

为了构建高效安全的系统，须使用精密电流检测放大器来监控这些应用中的电流。精密放大器电路设计需要防止过压影响，但这种保护电路可能会影响放大器的精度。适当地设计、分析和验证电路，可以在保护和精度之间达成平衡。本文讨论两种常见保护电路，以及这些电路的实施会如何影响电流检测放大器的精度。

<strong>电流检测放大器</strong>

大部分电流检测放大器可处理高共模电压(CMV)，但不能处理高差分输入电压。在某些应用中，存在分流器的差分输入电压超过放大器的额定最大电压的情况。这在工业和汽车电磁阀控制应用(图1)中很常见，短路可能会引发故障，将电流检测放大器暴露于高差分输入电压(其可能达到与电池相同的电位)之下。这种差分过压可能会损坏放大器，尤其是在没有保护电路的情况下。

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<strong>作者：Aidan Frost</strong>

<strong>简介</strong>

AD7403/AD7405为高性能二阶Σ-Δ调制器，片上的数字隔离采用ADI公司的iCoupler®技术，能将模拟输入信号转换为高速单个位数据流。AD7403和AD7405分别具有CMOS和LVDS数字接口。此应用笔记将介绍一种方法，它结合使用共存的系统集成温度传感器和AD7403/AD7405，可校准较大程度的失调和增益误差温度漂移。在电机控制应用中，需要特别注意失调和增益误差的温度漂移，因为这对系统稳定性的影响很大。补偿技术部分介绍的补偿方法可以降低AD7403/AD7405数据手册中指定的漂移数据，分别可将失调误差漂移和增益误差漂移降低30%和90%。

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<strong>作者：James Scanlon和Conal Watterson，ADI公司</strong>

<strong>简介</strong>

在工业与仪器仪表应用(I&I)中，常常需要在距离很远的多个系统之间传输数据。RS-485总线标准是I&I应用中使用最广泛的物理层总线设计标准之一。RS-485的应用包括：过程控制网络、工业自动化、远程终端、楼宇自动化(例如，暖通空调(HVAC)、保安系统)、电机控制和运动控制。在这些实际的系统中，雷击、电源波动、感应开关和静电放电会通过产生较大瞬变电压对通信端口造成损害。设计人员必须确保设备不仅能在理想条件下工作，而且能够在实际可能遇到的恶劣环境下正常工作。

我们的示例带有机械臂控制，并使用电子护栏增能器直接将真实浪涌脉冲施加在通信线路上，以此演示RS-485网络解决方案的稳定性。

<strong>演示网络</strong>

该座谈是ADI研讨会针对工业仪表与过程控制系统的设计考虑，首先给出概述，然后是是产品的应用及后期的发展。

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<strong>Tom Meany ADI公司</strong>

功能安全指与电气和电子系统正常运行相关的安全性能。目前，变速驱动器在实现功能安全方面发挥着重要作用。以前，面向电机控制应用的功能安全是通过驱动器外部的安全继电器和接触器来实现的。但随着安全特性被集成到驱动器当中，STO、SLS等安全功能可以集成到驱动器上，从而提高工厂的生产效率。集成安全要求采用集成电路，但是，解读变速驱动器中所用集成电路的功能安全要求并非易事。理想情况下，所有此类IC均应符合IEC 61508规范，但其成本高昂，因此各项标准并未予以要求。本文将尝试总结相关指导方针，以便在变速驱动器的设计中选用正确的集成电路。本文的目标之一是不使用术语概括各个主题。

<strong>功能安全的三个关键要求</strong>

功能安全有三个关键要求：

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本视频介绍ADI适合电机控制应用的新Circuits from the Lab™参考电路，它是经过测试的参考电路，旨在解决常见的设计挑战，方便设计人员轻松快捷地实现系统集成。