德州儀器低壓電機控制方案

　　方框圖

　　設計注意事項

　　小型電動機械驅(qū)動包括螺線管驅(qū)動、單向 DC、雙向 DC 或無刷 DC 系統(tǒng)，通常按照幀大小和功率（以瓦計）來劃分大小。TI 的數(shù)字控制器、軟件和輔助模擬及數(shù)字解決方案能幫助滿足大多數(shù)的驅(qū)動要求。

　　內(nèi)核子系統(tǒng)包括：

　　控制器：

　　TI 可提供用于控制處理器的各種解決方案；從超低功耗 MSP430 微處理器到 ARM? 基于 Hercules? 的Cortex?-R4F 安全 MCU 和 C2000 數(shù)字信號控制器 （DSC）。合適的控制器可以優(yōu)化電機驅(qū)動效率、提高可靠性和降低系統(tǒng)總成本。C2000 控制器的 32 位 DSP 級性能和電機控制優(yōu)化的片上外設使用戶可以輕松實施高級算法，例如三相電機的無傳感器矢量控制。C2000 系列提供軟件兼容的控制器，范圍從低成本 F28016 到業(yè)界首款 TMS320F28335 浮點 DSC。

　　電機/螺線管驅(qū)動器電路：

　　PWM 驅(qū)動器（例如 1.2A DRV104）可以與用于驅(qū)動螺線管或閥門（由 +8V 至 +32V 單電源供電）的電阻性負載或電感負載兼容。低壓 DC 電機的設計人員可能會選擇具有 0V 至 16V、50mA PWM 閘極驅(qū)動輸出的 TPIC2101 前置 FET 驅(qū)動器。TPIC2101 驅(qū)動外部、低側(cè) NMOS 功率晶體管的閘極，從而為電機或其它負載提供 PWM 控制的電源。它包含軟啟動、過壓/欠壓保護和 100% 占空比功能?？梢允褂?TPIC2101 控制永久磁性 DC 電機的轉(zhuǎn)子速度或控制流經(jīng)螺線管、加熱器或白熾燈泡的電源。要獲得更高的驅(qū)動電流，可能需要一個具有 0 至 5A 電流限制的高電壓、大電流運算放大器 （OPA548）（它通過電阻/分壓器實現(xiàn)外部控制）或電流輸出 DAC（例如 DAC7811 或 DAC8811）。另外，MOSFET 驅(qū)動器（如 UCC37321 或 UCC37323）被認為可以直接驅(qū)動更小的電機或驅(qū)動電源設備，例如 MOSFET 或 IGBT。

　　隔離：

　　TI 數(shù)字隔離器具有邏輯輸入和輸出緩沖器，它由可提供 4kV 隔離的 TI 二氧化硅 （SiO2） 隔離勢壘進行隔離。當與隔離電源配合使用時，這些器件可以阻止高電壓、隔離接地以及防止噪聲電流進入本地接地和干擾或損害敏感的電路。

　　控制器接口：

　　RS-232 或 RS-422 適用于許多系統(tǒng)。RS-485 信令可以與 Profibus、Interbus、Modbus 或 BACnet 等協(xié)議一起使用，這些協(xié)議都是針對最終用戶的特定要求定制的。有時，控制器局域網(wǎng) （CAN） 或 EtherNet/IP（工業(yè)協(xié)議）更注重網(wǎng)絡需求。M-LVDS 可提供更低功耗以供選擇。有關(guān)接口選擇的附加信息，請參見應用手冊 http://focus.ti.com.cn/cn/lit/ml/zhca027/zhca027.pdf。

　　使用外部電路的運動反饋：

　　隔離式 Δ-Σ 調(diào)制器 （AMC1203/AMC1210） 是并聯(lián)測量平面假信號的理想選擇，并且可以提高電流反饋分辨率。這些調(diào)制器易于使用，并且可以為編碼器提供過采樣和濾波。為了測量控制器輸入和系統(tǒng)反饋，INA159 差動放大器可以為使用 5V 或 3.3V 電源的模數(shù)轉(zhuǎn)換器 （ADC） 提供 ？10V （20Vpp） 信號。ADC（如 ADS7861/ADS7864 或 ADS8361/ADS8364）可提供 4 通道或 6 通道同步電流采樣。INA19x（x=3 至 8）和 INA20x（x=1 至 9）可以提供寬泛的共模電壓，并且能夠進行低端和高端電流并聯(lián)監(jiān)視。