伺服驅(qū)動(dòng)功能框圖

 

伺服是按控制命令的要求，對(duì)功率進(jìn)行放大、變換以及調(diào)控等處理，使驅(qū)動(dòng)裝置輸出的力矩、速度和位置能被控制得非常靈活、方便。

 

目前市場(chǎng)上伺服驅(qū)動(dòng)的功能需求一般如下：

 

1.通用伺服驅(qū)動(dòng)為 ARM + FPGA 架構(gòu)， MCU 與 FPGA 通過并口通信；

 

2.電流環(huán)，脈沖分頻輸出由 FPGA 處理，電流環(huán)頻率一般為 8K / 16K；

 

3.MCU 處理速度環(huán)與位置環(huán)，并做 RC 濾波，同時(shí)與系統(tǒng)周邊進(jìn)行數(shù)據(jù)通信；

 

4.一般為單電阻相電流采樣，會(huì)外掛 16bit 帶 ΣΔ 的 AD 模塊。

 

 

 

伺服驅(qū)動(dòng)器大體可以劃分為功能比較獨(dú)立的功率板（強(qiáng)電部分）和控制板（弱電部分）兩個(gè)模塊。

 

控制板是電機(jī)的控制核心，也是伺服驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)核心控制算法的載體。控制板通過相應(yīng)的算法輸出 PWM 信號(hào)，作為功率板的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，來改變逆變器的輸出功率，以達(dá)到控制三項(xiàng)永磁同步電機(jī)的目的。目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器一般采用 ARM + FPGA 架構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是可擴(kuò)展性強(qiáng)，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法。

 

以上我們發(fā)現(xiàn)伺服驅(qū)動(dòng)對(duì) MCU 的性能要求比較高，還需求 MCU 有豐富的外設(shè)用來做數(shù)據(jù)交互。那么對(duì)于信號(hào)接口的保護(hù)就十分重要。

 

 

針對(duì)靜電放電、浪涌、脈沖等對(duì)信號(hào)接口可能造成的傷害，雷卯推出了相應(yīng)的保護(hù)方案

 

1.RS485 浪涌濾波保護(hù)方案

 

方案優(yōu)點(diǎn)：采用多路集成器件保護(hù)，可以保證信號(hào)完整性的同時(shí)，可濾除雜訊， 通過靜電測(cè)試。

 

滿足：滿足IEC61000-4-2，ISO10605-2 等級(jí)4，接觸放電30kV，空氣放電30kV。

 

 

2.CAN靜電濾波保護(hù)方案

 

方案優(yōu)點(diǎn)：采用多路集成器件保護(hù)，電容<50PF，可以保證信號(hào)完整性的同時(shí)，可濾除雜 訊、通過靜電測(cè)試。

 

滿足： IEC61000-4-2，等級(jí)4，接觸放電30kV，空氣放電30kV。 SMC24 通過汽車級(jí)AEC-Q101認(rèn)證。

 

 

3.100M網(wǎng)口防雷保護(hù)方案

 

方案優(yōu)點(diǎn)：用于室外的100M網(wǎng)口浪涌保護(hù)，本方案采用二級(jí)防護(hù),可靠工作，保證信號(hào)高溫完整性，滿足IEC61000-4-2，等級(jí)4，接觸放電30kV，空氣放電30kV。

 

IEC61000-4-5 10/700μs，40Ω，6kV，±5次,千兆網(wǎng)口拓展4個(gè)端口即可。

 

 

4. I²C接口隔離與靜電保護(hù)方案

 

 

5.SPI接口隔離與靜電保護(hù)方案

 

 

6.GPIO靜電保護(hù)方案

 

方案優(yōu)點(diǎn)：可以采用普通低電容集成器件防靜電，

 

滿足IEC61000-4-2，等級(jí)4，接觸放電8kV，空氣放電15kV。 單路的0402封裝器件可選。

 

 

7.USB2.0靜電保護(hù)方案

 

方案優(yōu)點(diǎn)：USB2.0提供500Mbps的傳輸速度，本方案采用單顆器件防護(hù),節(jié)約空間， 保證信號(hào)完整性，滿足IEC61000-4-2，等級(jí)4，接觸放電8kV，空氣放電15kV

 

如對(duì)Vbus有過流要求，需配PTC保護(hù)。

 

 

8. 電源浪涌防雷保護(hù)方案

 

該方案特點(diǎn)是可以保護(hù)到4KV的浪涌，殘壓水平經(jīng)測(cè)試在40V左右，后端LDO的耐壓水平需要比較大的余量。

 

防雷保護(hù)講究分層分級(jí)，雷擊浪涌一層一層分解，降低到最后的TVS身上，就可以安排保護(hù)IC了。

 

GDT 用于防大浪涌，大雷擊，因?yàn)閷儆陂_關(guān)型保護(hù)器件，測(cè)試過程中會(huì)有續(xù)流，所以需要用MOV壓敏來阻斷需求。

 

GDT陶瓷放電管防雷速度比較慢，殘壓很高100V 以上，所以需要用TVS繼續(xù)降壓。

 

但TVS的反應(yīng)速度很快，如果和GDT并聯(lián)放置，會(huì)導(dǎo)致TVS直接燒毀，所以在TVS之前需要設(shè)置退藕電路。電感和PTC是很好的選擇。這就是這個(gè)電路為啥這么復(fù)雜的原因。

 

 

雷卯電子供應(yīng)超小型貼片整流橋IBS封裝。

 

 

 

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