Σ-Δ调制器提高运动控制效率

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。变量的选择和所需的测量精度取决于终 端应用需求、系统架构、目标系统成本或系统复杂度。还有其 他考虑因素,例如状态监控等增值特性。据报道,电机占全球 总能耗的40%,国际法规越来越注重全体工业运动应用的系统 效率(参见图1)。 图1. 工业驱动应用图谱 各种电机控制信号链拓扑中的电流和电压检测技术会因电机额 定功率、系统性能要求和终端应用而有所差异。由于这个原 因,不同的传感器选择、电流隔离要求、ADC选择、系统集成 度和系统电源/接地划分,导致电机控制信号链实现方案也不相 同。虽然隔离要求通常对最终电路拓扑和架构有着重要影响, 但本文关注的重点是如何改善电流检测(作为一个影响因素)来实 现更高效的电机控制系统。 电流和电压测量 图2所示为一个通用电机控制信号链。为实现高保真测量而进行 的信号调理并非易事。相位电流检测尤其困难,因为该节点连 接的电路节点与逆变器模块核心中的栅极驱动器输出的节点相 同,因此在隔离电压和开关瞬变方面的需求也相同。


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