Page 48 - 能量採集技術開啟醫療應用新局

DESIGN IDEAS
圖2:Portescap的Ultra EC馬達。 (圖片來源:Portescap)
圖3:Maxon Motor的EC-i馬達。 (圖片來源:Maxon Motor)
圖4:ST EVALKIT-ROBOT-1開發套件。 (圖片來源:ST)
控制，以便能在應用中相應地控 制速度和方向。在為直流(和交流) 馬達開發高效控制迴路方面，現代 MCU非常適合提供所需的性能水 準和計算功能。
作驅動級。通常，它們包括閘極驅 動器，可以驅動用於激勵多達三相 馬達的外部功率MOSFET。
也可用於驅動螺線管或其他負載。 整合比較器可以建構限流電路或 其他功能。
許多MCU支援訊號處理功 能，借此就可使用定位資料即時 處理複雜的演算法。這很重要， 因為越來越多的應用正試圖消除 提供定位資料的感測器。有許多 MCU具有專為馬達控制應用設計 的周邊裝置。
馬達需要大量電流，但控制 器電路卻在小電流訊號上運行。 因此，馬達驅動器的作用就是把 小電流的控制訊號轉換成可以驅 動馬達的大電流訊號。
另一個例子是東芝電子元件 及存儲裝置株式會社(Toshiba) 開發有閉路速度控制功能的 TC78B025FTG無刷三相馬達驅 動器IC。該元件採用4.5V至16V 電壓範圍的電源工作，可提供具有 150°開關的正弦驅動。0.2Ω(典型 值)的低導通電阻降低了IC在工作 期間的自發熱，從而擴展了對大 驅動電流的支持。
例如，瑞薩電子(Renesas Electronics)的RL78/G14 MCU 對電流消耗和低漏電進行了權衡 (CPU運行時為66μA/MHz，待機 或STOP模式下為240nA)，可提 供51.2DMIPS (32MHz)的高運算 性能。整合的安全功能支援家用 電器的安全標準IEC/UL 60730。
英飛凌科技(Infineon Technologies)提供了各種用 於控制變速驅動器的整合式產 品。iMOTION IC整合無感測器 磁場定向控制(FOC)所需的所有 控制和類比介面功能。此外，它 們還採用了經過驗證的馬達控制 引擎(MCE)演算法，從而消除了控 制協定開發過程中的軟體編碼。
電氣隔離
在BLDC馬達中，驅動器也變 得更加複雜。速度和扭矩由瞬態 的開/關持續時間比控制;通常， 這會採用驅動繞組所用的PWM 訊號的形式。這種情況因使用單 相、兩相和三相馬達而變得更加複 雜。今天，有許多整合元件都可用
另一個節省空間的是德州儀 器(TI)的智慧閘極驅動器。這類 驅動器整合了被動元件，可減少電 路板尺寸、元件數量、複雜性和設 計成本。它們還使設計人員能夠最 佳化開關和電磁干擾(EMI)性能。
一般來說，馬達設計人員都知 道必須符合國際絕緣標準，從而防 止外部干擾並確保用戶的電氣安 全。數位隔離的使用提供了幾個 好處，包括更快的回應速度，這樣 就能整合過流保護並減少停機時 間。這提供了更漸進的輸出電壓變 化，從而改善了扭矩控制。
46 www.edntaiwan.com
在其廣泛的驅動器產品組合 中，TI DRV8313提供了三個可單 獨控制的半H橋驅動器。該元件設 計用於驅動三相無刷直流馬達，但
由於光耦基於光電技術，因此 是一種非常可靠的方法，確保在沒 有任何物理接觸的情況下實現電 氣隔離。與基於使用繼電器等機