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应用于电机驱动的隔离运放单端和差分输出对采样性能的影响

发布时间：2024-03-23 07:04:44 来源：博亿堂娱乐官方网站

电机驱动器是用来控制各种电机，比如AC变频器，伺服电机的一种控制器。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对电机来控制，实现传动系统定位。高分辨率、精确电压电流测量在需要高性能扭矩和运动控制的工业电机驱动应用中至关重要。因为工业电机驱动器需要满足 (IEC) 61800-5-1的电气安全的需求，所以相应需要采取普通或加强型的隔离电路设计。相较于霍尔效应传感器、磁通门传感器与电流互感器，分流电阻器加隔离运放的方案在线性度、带宽和漂移等性能更好。在电机驱动器中，通常会在功率板用隔离采样运放来对相电流，母线电流和母线电压等进行采样，如下图1：

运放的差分输出结构因具有更加好的抗干扰性而广泛存在，但是后级MCU的ADC一般为单端输入，所以常规做法是在靠近MCU内置ADC输入的位置，加上一个单端转差分的运放。那么经常会产生疑问，能不能不额外加这个运放，直接将隔离运放的差分输出的一个脚接地，另一个脚接入MCU的内置ADC呢？如果这样做，会带来什么样的问题呢？

首先，为了更直观地了解AMC1311的输出性能，AMC1311的差分输出Outp和Outn的波形能够最终靠TINA仿真电路得到供PSpice模型：

如果将Outn悬空或通过电阻接地（注意，输出脚不可以直接接地，接地电阻建议10kΩ），将Outp直接接入后级单端输入ADC里。带来的影响：

从AMC1311数据手册得知：Vcmout=1.44±50mV。若差分结构输出，Outn与Outp因为互呈镜像，两者相减得到Out，Vcmout的50mV的误差可以认为相互抵消，忽略不记。但是单端结构则不然。这个±50mV会带来原始的Vos误差。对于单端结构，当输入脚短接，Out的值理论上为1.44V，若不是，那么要进一步的校准，校准工作一般在MCU的算法中进行。

单端输出的交流幅值是差分输出的一半，所以如果采用单端结构，那么SNR指标会变差，进而影响ADC有效位数。所以，相较于差分输出结构，单端输出结构对于运放输出范围和后级ADC输入范围的利用率仅为一半，会带来对于Vos以及SNR指标的不良影响。客户在采用这种结构时，需要仔细考虑这些不良影响。

对于提供内置差分输入ADC的MCU，比如C2000系列的TMS320F2837x同时提供16bit差分输入的ADC通道和12bit单端输入的ADC通道，可以为信号处理提供更多自由度。如果想要追求更高的精度，可以免去中间电路，直接将差分运放的输出接到对应的差分输入ADC模块，同时获得更好的精度和信噪比。如图7：

本文介绍在应用电机驱动器中，采用隔离运放的系统架构和TI明星产品。涉及了相关电路设计和外部信号调理与MCU的配合。结合后级ADC，深入讨论了隔离运放单端结构输出和差分结构输出对整体采样性能的影响，提供了相应的分析和建议。

总结来说，如果采用内置差分输入ADC的MCU，比如C2000系列的TMS320F2837x，可以免去中间电路，直接将差分运放的输出接到对应的差分输入ADC模块，同时获得更好的精度和信噪比；如果采用内置单端输入ADC的MCU，添加一颗简单运放比如TLV6001，可以在实现差分转单端的同时进行信号调理能更加完美地适配后级ADC的输入要求。如果想要省去额外调理运放，能够使用一端电阻接地，但需要仔细考虑对于采样准确度和信噪比的不良影响。关键字：引用地址：应用于电机驱动的隔离运放单端和差分输出对采样性能的影响

概述步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构，能够最终靠控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以经过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，进而达到调速的目的。目前，对步进电机的控制主要有由分散器件组成的环形脉冲分配器、软件环形脉冲分配器、专用集成芯片环形脉冲分配器等。本设计选用第三种方案，用PMM8713三相或四相步进电机的脉冲分配器、SI-7300A两相或四相功率驱动器，组成四相步进电机功率驱动电路，以提高集成度和可靠性，步进电机控制框图见图1。图1 步进电机控制管理系统框图硬件简介 ● PMM8713原理框图及功能 PMM8713是日本三洋电机公司生产的步进电机脉冲分配器，适

Diodes公司 (Diodes Incorporated) 推出单晶片集成电路ZXBM5210，适用于驱动单线圈可逆式直流风扇及电机。该器件提供普通SO8和带散热焊盘的热强化SO8两种封装选择。这个高度集成的器件可减少消费性产品、家用电器、工业及办公室设备内中压低功率应用的元件数量与电路占位面积。这个驱动器的高效能集成式H桥输出级可提供高达700mA的连续电流及1.2A峰值电流，同时把音频开关噪声和电磁干扰降到最低，以符合严格的低噪声要求。它提供从3V到18V宽广的供电电压范围，有效支持各种单相5V、9V、12V与15V直流电机。 ZXBM5210的正常工作电流只有0.85mA。为帮助提升电机驱动

电机驱动模块的作用和用途电机控制模块的功效是操纵电动式车子的起动运作、du胜败速率、上坡力度等行车情况，或是将协助电dao动车子刹车踏板，并将一部分刹车踏板动能储存到动力锂电池中。 1、电机控制模块具有制动感恩回馈作用，当全车刹车踏板制动时，电机控制模块根据制动感恩回馈将电磁能存有动力锂电池中，提升里程数。 2、放流坡作用是以便防止有半坡起步时，当制动脚踏板向油门转换的全过程中车子后溜，当发觉车子后溜时，电机控制模块进到防溜坡转态，控制板全自动调节转距輸出在线客服车子因作用力造成的后溜。电机控制模块还具有巡航定速作用，不在踩油门的状况下，电机控制模块可輸出扭矩全自动依照VCU设置时速，维持车子以固定

一、活动背景 2021中国国际产业与应用博览会（IC Expo）是整个自动化潮流的核心，也是整个信息化社会的动力引擎，全球近半数的电力消耗来自于各类电机系统的工作。因此，电机堪称应用最广泛的产品应用领域。面对更高效更节能以及更强驱动的要求，电机系统面临着从设计架构到器件选择的全方位挑战。从传统的工业自动化升级到的智能，从汽车到等领域爆发出前所未有的市场机遇。怎么样才可以更好地把握机会，成为真正的弄潮儿？掌握电机驱动和控制技术是关键。这些新兴领域对电机技术提出了更高的要求，品质和体验是进入市场的关键标准。2021中国国际集成电路产业与应用博览会携手电子产品世界杂志社，为国内外领先的电机驱动解决方案提供企业打造一场全球

在电路设计当中，全桥的作用很重要，当桥式整流电路当中的四个二极管封装在一起时就构成了全桥电路，而全桥电路实际上就是我们常说的H桥电路。本篇文章将主要介绍H桥电机驱动的工作原理，从逆时针和顺时针两个方面来做全面的分析。图1 H桥式电机驱动电路图1中所示为一个典型的直流电机控制电路。电路得名于“H桥式驱动电路”是因为它的形状酷似字母H。4个三极管组成H的4条垂直腿，而电机就是H中的横杠(注意：图1及随后的两个图都只是示意图，而不是完整的电路图，其中三极管的驱动电路没有画出来。如上图所示，H桥式电机驱动电路包括4个三极管和一个电机。要使电机运转，必须导通对角线上的一对三极管。根据不同三极管对的导通情况，电流可能会从左至

电路的工作原理详解 /

步进电机在控制管理系统中具有广泛的应用。它可以把脉冲信号转换成角位移，并且可用作电磁制动轮、电磁差分器、或角位移发生器等。有时从一些旧设备上拆下的步进电机(这种电机一般没有损坏)要改作它用，一般需自己设计驱动器。本文介绍的就是为从一日本产旧式打印机上拆下的步进电机而设计的驱动器。本文先介绍该步进电机的工作原理，然后介绍了其驱动器的软、硬件设计。 1. 步进电机的工作原理该步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图。图1 四相步进电机步进示意图开始时，开关SB接

器 /

中国，2012年2月17日 —— 横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体（STMicroelectronics，简称ST；纽约证券交易所代码：STM）扩大SLLIMM(低损耗智能微型模压模块)产品系列，推出两款新的可提升家电能效等级的微型电机驱动模块。节能标志和能效等级标识，如ENERGY STAR® 标志和电器商品的能效等级标识，在某些国家和地区是强制性行业标准，帮助消费的人在每个价位区间识别高能效产品。智能电机控制器是降低能耗的关键，同时还能实现更多的产品价值，例如，让洗碗机、冰箱、空调和风扇等电器设备增加新功能，降低运行噪声。意法半导体的新的SLLIMM微型系列新产品拓展了SLIMM智能功率模块的产品阵

一、电机驱动模块型号 1.1 产地: 中国大陆电压: 24V 电源方式: 直流电品牌: 艾思控型号: AQMH2407ND 电压范围: 6.5-27 额定电流: 7 控制方式: 外部PWM、TTL电平调速类型: 占空比适合使用的范围: 各种控制 1.2 模块线的连接二、程序开发程序链接：头文件 .h文件 #ifndef __PWM_H #define __PWM_H #include sys.h #include delay.h /****************

模块STM32F1x开发 /

方案

电动汽车电池管理系统（BMS）simulink完整模型（含SOC、主动均衡等算法）

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