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差分数据传输:有何区别?

作者:David Carr

隔离器的主要功能是通过电气隔离栅传送某种形式的信息,同时阻止电流。隔离器采用绝缘材料制造,可以阻止电流,隔离栅两端都有耦合元件。信息通常在传输通过隔离栅之前由耦合元件编码。

ADI公司的iCoupler®数字隔离器使用芯片级微变压器作为耦合元件,将数据传输通过高质量聚酰亚胺隔离栅。iCoupler隔离器中主要使用两种数据传输方法:单端和差分。选择数据传输机制时,需要进行工程设计取舍,以优化所需的终端产品特性。在单端数据传输中,我们使用变压器,初级绕组的一端接地。

输入信号中的逻辑转换编码为脉冲,相对于地面始终为正极性,位于发送器芯片上。这也称为“一脉冲两脉冲”,因为上升沿编码为两个连续脉冲,而下降沿表示为单个脉冲(请参见图1顶部)。隔离栅另一端的接收器接收到信号,并确定发送了一个还是两个脉冲;然后,它将会相应地重构输出。差分数据传输使用真差分方式的变压器。在此情况下,当检测到输入沿时,始终都发送单个脉冲,但脉冲的极性会决定转换是上升还是下降(图1底部)。接收器为真差分结构,并根据脉冲极性更新输出。

电机控制之常用算法概述(3)

步进电机控制算法

步进电机控制通常采用双向驱动电流,其电机步进由按顺序切换绕组来实现。通常这种步进电机有3个驱动顺序:

1.单相全步进驱动:

在这种模式中,其绕组按如下顺序加电,AB/CD/BA/DC (BA表示绕组AB的加电是反方向进行的)。这一顺序被称为单相全步进模式,或者波驱动模式。在任何一个时间,只有一相加电。

2.双相全步进驱动:

在这种模式中,双相一起加电,因此,转子总是在两个极之间。此模式被称为双相全步进,这一模式是两极电机的常态驱动顺序,可输出的扭矩最大。

3半步进模式:

这种模式将单相步进和双相步进结合在一起加电:单相加电,然后双相加电,然后单相加电…,因此,电机以半步进增量运转。这一模式被称为半步进模式,其电机每个励磁的有效步距角减少了一半,其输出的扭矩也较低。

伟大的女性工程师;ADI女工程师Nicola O'Byrne专访

Nicola O'Byrne ,ADI 工业与仪器仪表部门电机和电源控制团队(MPC)的高级系统应用工程师,为电机控制和其他精密工业应用提供支持。Nicola在ADI工作了18年,担任现有职务前曾管理精密ADC应用团队。Nicola于1996年在科克大学获得工程学士学位,之后加入ADI,持有多项专利,是ADI会议与工业论坛的主讲人。

什么促使您成为一名工程师?

我从小就对科学充满了兴趣,非常渴望知道一切事物背后的原理。 我喜欢技术挑战(比如数学和物理等),再加上我非常愿意与他人交流并解决复杂的问题,所以我立志在工程技术领域开始职业生涯。 我很幸运,15岁时我就明确了自己在科学瀚海中奋斗毕生的方向——电子学。

那年夏天我在利默里克大学参加了一项大学入门课程,当时我就确信,这是正确的选择。我希望通过推动技术进步来为这个世界贡献自己的力量,不论是改善人们的日常生活,还是其他一些更伟大的事情,比如帮助NASA或者CERN(两者均使用ADI的精密数据转换器)。
  
您会如何鼓励年轻女性遵循内心的热情,选择进入工程技术领域?

电机控制之常用算法概述(2)

AC电机控制算法

标量控制

标量控制(或V/Hz控制)是一个控制指令电机速度的简单方法,指令电机的稳态模型主要用于获得技术,因此瞬态性能是不可能实现的。系统不具有电流回路。为了控制电机,三相电源只有在振幅和频率上变化。

矢量控制或磁场定向控制

在电动机中的转矩随着定子和转子磁场的功能而变化,并且当两个磁场互相正交时达到峰值。在基于标量的控制中,两个磁场间的角度显著变化。

矢量控制设法在AC电机中再次创造正交关系。为了控制转矩,各自从产生磁通量中生成电流,以实现DC机器的响应性。一个AC指令电机的矢量控制与一个单独的励磁DC电机控制相似。在一个DC电机中,由励磁电流IF所产生的磁场能量Φ F与由电枢电流IA所产生的电枢磁通ΦA正交。这些磁场都经过去耦并且相互间很稳定。因此,当电枢电流受控以控制转矩时,磁场能量仍保持不受影响,并实现了更快的瞬态响应。三相AC电机的磁场定向控制(FOC)包括模仿DC电机的操作。所有受控变量都通过数学变换,被转换到DC而非AC。其目标的独立的控制转矩和磁通。

当数字隔离器披上电平转换器的马甲

iCoupler®数字隔离器广泛用于跨越隔离栅传输数字信号。某些情况下,数字隔离器在非隔离应用中居然也可披上电平转换器的小马甲,在系统中提供电平转换功能!

非隔离应用中iCoupler®数字隔离器是如何提供电平转换功能?我们来看两个情况:

情况一:–48 V DC-DC电源

在通信电源应用中,标准电轨为–48 V直流,且原边控制信号以该电轨为参考。副边控制信号通常是以地为参考的低电压I/O(例如,+5 V、+3.3 V CMOS)。原边地和副边地相连,整个系统为非隔离式。这类DC-DC电源应用中,数字隔离器适合为反馈信号提供电平转换功能。

基于数字隔离器带反馈的–48 V至5 V DC-DC电源

电机控制之常用算法概述(1)

BLDC电机控制算法

无刷电机属于自換流型(自我方向轉換),因此控制起来更加复杂。

BLDC电机控制要求了解电机进行整流转向的转子位置和机制。对于闭环速度控制,有两个附加要求,即对于转子速度/或电机电流以及PWM信号进行测量,以控制电机速度功率。

BLDC电机可以根据应用要求采用边排列或中心排列PWM信号。大多数应用仅要求速度变化操作,将采用6个独立的边排列PWM信号。这就提供了最高的分辨率。如果应用要求服务器定位、能耗制动或动力倒转,推荐使用补充的中心排列PWM信号。为了感应转子位置,BLDC电机采用霍尔效应传感器来提供绝对定位感应。这就导致了更多线的使用和更高的成本。无传感器BLDC控制省去了对于霍尔传感器的需要,而是采用电机的反电动势(电动势)来预测转子位置。无传感器控制对于像风扇和泵这样的低成本变速应用至关重要。在采有BLDC电机时,冰箱和空调压缩机也需要无传感器控制。

空载时间的插入和补充

大多数BLDC电机不需要互补的PWM、空载时间插入或空载时间补偿。可能会要求这些特性的BLDC应用仅为高性能BLDC伺服电动机、正弦波激励式BLDC电机、无刷AC、或PC同步电机。

伺服控制系统在成型机中的应用



本文基于对轮胎成型机工作原理和对伺服系统各个组成进行分析,设计了一套成型机伺服控制系统。

1、引言

随着国内经济的蓬勃发展,汽车已经做完新兴代步工具进入千家万户。而作为汽车必不可少的轮胎也必然成为有车一族的消费品,因其多种应用具有广阔的市场前景。这种需求拉动了我国轮胎,橡胶行业。致使国际、国内的轮胎制造商纷纷登陆中国投资建厂,扩大生产规模,满足不断增长的轮胎需求。轮胎生产中最重要的一个环节就是轮胎的成型,各国的轮胎成型机制造商无不绞尽脑汁研究,开发高效,精确,快捷的轮胎成型设备。近年来,随着微电子技术、电力电子技术、计算机技术、现代控制技术、材料技术的快速发展以及电机制造工艺水平的逐步提高,伺服技术已迎来了新的发展机遇,伺服系统由传统的步进伺服、直流伺服发展到以永磁同步电机、感应电机为伺服电机的新一代交流伺服系统。

浅析数控机床中的交流主轴驱动

由于直流电动机有机械拘役的弱点,其应用受到多限制。换向器表面线速度及换向电流、电压均受到限制,增加了电动机制造的难度、成本以及调整控制系统的复杂性,限制了其转速和功率的提高,并且它的恒调速范围也较小。换向器必须定期停机检查和维修,使用和维护都比较麻烦。

20世纪80年代后,策电子技术、凉调速理论,、现代控制理论等有了很大发展,同时新型大功率半导体器件、大功率晶体管GTR、绝缘栅双极晶体管IGBT不断成熟,为交流驱动进入实用阶段创造了必要的条件。现在绝大多数数控机床均采用鼠乱式感应交流电动机机载换向的弱点以及在调整、大功率方面受到的限制,配置先是变换控制的变频交流驱动的性能已达到直流驱动的水平。别外,泺电动机体积小,重量轻,采用全封闭罩过,防灰尘和油污性能较好,因而交流电动机彻底取代直流电动机已是必然趋势。

浅析数控机床中的交流主轴驱动

实现ADM3251E与3.3V系统的RS-232接口隔离

随着对处理速度及功耗的需求增长,控制芯片越来越趋向于小体积,低功耗。因此其工作所需的电源电压也降低至3.3V,甚至1.8V。这造成了与5V供电的接口芯片连接时,电平不匹配的问题。

RS-232总线标准是最常见的串行通信总线标准之一,主要应用于系统间的通信连接。在一些应用领域,RS-232接口的隔离防护是必须的,ADI公司基于iCoupler磁隔离技术的隔离型RS-232接口收发器ADM3251E,内部集成DC-DC隔离电源,信号隔离通道及RS-232收发器,接口带有±15KV的ESD保护和25KV/us的共模抑制能力,非常适于工作在苛刻的电气环境或频繁插拔RS-232电缆的环境中。

ADM3251E的出现替代了之前的光耦隔离方案,减少PCB面积,提高接口稳定性且降低了成本。由于其内部集成有DC-DC隔离电源,因此无需外部分立的DC-DC隔离电源模块供电,提供了单芯片的RS-232接口隔离方案。但值得注意的是,ADM3251E的电源输入引脚VCC,只有在5V输入电压时,才能使芯片内部的DC-DC隔离电源有效,当VCC采用3.3V供电时,芯片内部DC-DC隔离电源无效,此时需要我们外接分立的DC-DC隔离电源模块供电。

电机小知识:伺服电机与编码器

第一次关于伺服电机的笔记

1.伺服电机主要的作用是用于高精度定位, 基本上普遍都是用pLC发出脉冲 通过私服驱动器来达到定位效果,而私服电机后面的编码器可以反馈伺服电机的行程 与 PLC发出的脉冲做比较 从而达到一个闭环系统

2.伺服电机只是接受命令完成某种动作的电机,普通电机也可做伺服电机用,所以伺服电机的种类很多;伺服系统那就复杂得多了。

3.直流电机加上编码器,加上编码器是只是实现了闭环环节,伺服系统还有很多细节控制,如扭力,过扭力。

4.分为直流和交流伺服电机两大类。

5.编码器的结构域工作原理

1.透射式旋转光电编码器
2.编码器的分辨率
3.编码器的分类和特点:按照工作原理 可以分为增量式和绝对式
4.伺服电机与编码器的工作:控制器驱动电机运转,电机带着编码器旋转,
编码器的反馈信号输送到控制器,可以知道 电机的转速,移动位置。或者
移动的距离。根据反馈的信号,进过换算,在控制动作。
------其实就是闭环反馈