| 一種用于工業(yè)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的新系統(tǒng)保護(hù)方案 |
| 日期：2018/5/11 13:31:37 作者： |
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假設(shè)您是一位工業(yè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)師，現(xiàn)在有個(gè)任務(wù)請(qǐng)您提出一個(gè)專(zhuān)為系統(tǒng)馬達(dá)所設(shè)計(jì)的電源保護(hù)方案。無(wú)論您決定采用哪種解決方案，都必須考慮系統(tǒng)于異常情況下發(fā)生過(guò)電壓、欠電壓和過(guò)電流的情形。如果您無(wú)法適當(dāng)?shù)卦O(shè)計(jì)考慮這些情況，當(dāng)系統(tǒng)因過(guò)電流而產(chǎn)生問(wèn)題，或是馬達(dá)因過(guò)電壓/欠電壓而過(guò)熱時(shí)，系統(tǒng)馬達(dá)都將受到損壞。隨著時(shí)間的推移，這將導(dǎo)致潛在的全系統(tǒng)故障，也意味著機(jī)器停止和營(yíng)收損失。
在這種情況下，您可能會(huì)決定增加一個(gè)外部電源保護(hù)電路來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)電壓或過(guò)電流情況，并在需要時(shí)發(fā)送通知以切斷馬達(dá)的電源。這擴(kuò)大了系統(tǒng)的物料列表（BOM），也增加了成本并占用了空間。
C2000 Delfino F28377x和Piccolo F28004x MCU系列以多達(dá)8個(gè)內(nèi)建比較器子系統(tǒng)（CMPSS）的形式為這些電源設(shè)計(jì)問(wèn)題提供解決方案。每個(gè)CMPSS包含兩個(gè)模擬比較器，比較器H（高）和比較器L（低），以及12位整合數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器（DAC）。CMPSS使用每個(gè)比較器提供不同的電壓或電流閾值，其輸出可用于驅(qū)動(dòng)觸發(fā)區(qū)（trip zone）。這會(huì)強(qiáng)制脈沖寬度調(diào)變（PWM）進(jìn)入四個(gè)可能狀態(tài)之一：高、低、高阻抗或無(wú)行動(dòng)。芯片內(nèi)建比較器是異步的：無(wú)論系統(tǒng)的狀態(tài)如何，當(dāng)比較器的輸入發(fā)生改變時(shí)，例如觸發(fā)等事件，它們都會(huì)立即做出反應(yīng)。這意味著發(fā)生異常事件時(shí)，整個(gè)過(guò)程以及PWM輸出變化僅需要約55ns。下面的圖1顯示了一個(gè)異常事件與一個(gè)觸發(fā)區(qū)之間所耗費(fèi)的時(shí)間總和。
根據(jù)發(fā)生的情況，可以透過(guò)觸發(fā)區(qū)子模塊（傳送觸發(fā)訊號(hào)的位置）執(zhí)行一系列操作。在發(fā)生短路或過(guò)電流情況時(shí)，觸發(fā)區(qū)子模塊允許一次性觸發(fā)（OSHT）。周期的（CBC）觸發(fā)也可能使電流或電壓超過(guò)特定閾值時(shí)限制了電流或電壓。
最后，F(xiàn)2837x和F28004x亦能實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)的彈性，因?yàn)槌烁淖働WM狀態(tài)之外，觸發(fā)訊號(hào)還可以應(yīng)用在其他情況。這些裝置利用一系列多任務(wù)器的交叉開(kāi)關(guān)（X-BAR），以便將多個(gè)訊號(hào)連接到單一位置。這提供了非常彈性的訊號(hào)路徑。增強(qiáng)型脈沖寬度調(diào)變（ePWM）X-BAR可使CMPSS輸出直接發(fā)送到觸發(fā)區(qū)子模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)低延時(shí)觸發(fā)。然而，X-BAR系統(tǒng)的實(shí)用性藉由輸出X-BAR得到進(jìn)一步增強(qiáng)，可將觸發(fā)訊號(hào)的外部路徑連到通用型輸入/輸出（GPIO）針腳。這對(duì)于系統(tǒng)其他部分需要傳送通知異常事件時(shí)，非常有用。例如：在工業(yè)驅(qū)動(dòng)空間有一種使用情況是將觸發(fā)訊號(hào)發(fā)送至安全斷開(kāi)扭矩（STO）電路，此電路在被啟動(dòng)時(shí)阻止馬達(dá)軸進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)。
這篇文章中，分享了如何結(jié)合X-BAR使用比較器子系統(tǒng)來(lái)啟動(dòng)觸發(fā)區(qū)域以達(dá)到保護(hù)目的。不過(guò)，這只是比較器子系統(tǒng)和X-BAR的其中一個(gè)應(yīng)用。C2000設(shè)備上CMPSS和X-BAR的彈性使其可用于各種不同的應(yīng)用。設(shè)計(jì)師不再需要爭(zhēng)取建立額外的子系統(tǒng)塊來(lái)處理故障或其他異常事件。透過(guò)芯片內(nèi)建的比較器子系統(tǒng)和F2837x和F28004x系統(tǒng)范圍內(nèi)的X-BAR，可以輕松實(shí)現(xiàn)芯片內(nèi)建的保護(hù)。
查詢(xún)進(jìn)一步信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)官方網(wǎng)站 http://www.ti.com。（Lisa WU, 365PR Newswire）
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