安森美半导体高能效方案赋能机器人创新助力工业自动化升级

作者:安森美半导体

工业自动化简单说来指从人力制造转向机器人制造,涉及信息物理系统(CPS)、物联网(IoT)/工业物联网(IIoT)、云计算(Cloud Computing)和人工智能(AI)等多种技术,可实现经济增长和利润最大化,提高生产效率,并避免人力在执行某些任务时的安全隐患。安森美半导体为工业自动化提供全面的高能效创新的半导体方案。其中,机器人半导体方案构建框图如图1所示。


图1:工业自动化-机器人半导体方案构建框图

电机控制

设计人员可采用安森美半导体的无刷直流电机(BLDC)实现BLDC电机控制,如高性能第二代单电机MC33035、NCV33035和MC33033 , 或也可采用MC33039进行速度闭环控制。 对于配套的功率器件,安森美半导体提供Power Trench N沟道MOSFET系列,雪崩击穿电压范围从40 V至150 V甚至更高,具体取决于应用。

使用一个专用的逆变器网络来驱动通用臂制动器和末端执行器的BLDC相绕组,这个逆变器系统包含高达150 V耐压 的Power Trench功率器件。 下表列出了安森美半导体的Trench系列分立器件的一些成员,以及推荐的三相门极(预)驱动器:



为了将瞬态大电流和大电压分别反馈到对噪声更敏感的低压微处理器上,可能需要数字隔离器;同时根据电源架构,也可能需要隔离驱动IC。

逆变器功能部分和更高功率的应用场景可以使用智能功率模块(IPM)来实现,如安森美半导体的NFVA35065L32。 这款经过AEC-Q和AQG324认证的50 A汽车级高压模块,集成了650V场截止沟槽IGBT器件,可以承受更高的感应电压尖峰。 NFVA35065L32还集成了丰富的保护功能如过流关断、欠压锁定(UVLO)、过温、过热监控以及故障遥测功能,可满足您驱动当今三相BLDC电机应用的所有要求,并且稳定可靠和优良的高可靠性。 NFVA33065/34065L32分别为650 V 30 A / 40A IPM。 NFVA225 / 235 / 25012NP2T– 是1200V 25A/35A/50A IPM。

在更高的功率段上,安森美半导体推出了1200 V 25 A、35 A和50 A 的PIM模块, 提供转换器-逆变器-制动(CIB)和转换器-逆变器(CI)架构; 以及650V 50A的PIM模块, 提供转换器-逆变器-交错PFC(CIP)架构,是工业自动化-机器人应用的理想选择。未来将推出1200 V级和650 V级25 A至200 A 的产品,包括涵盖Compact 和QLP-74系列,达到功率频谱全覆盖,以满足各种不同的功率需求。下表列出了安森美半导体已推出的TMPIM模块。

器件额定值架构
NXH25C120L2C2SG1200 V 25A转换器 - 逆变器 - 制动
NXH35C120L2C2ESG/SG/S1G1200 V 35A转换器 - 逆变器 - 制动
NXH50C120L2C2ESG/S1G1200 V 50A转换器 - 逆变器 - 制动
NXH50M65L4C2SG/ESG650 V 50A转换器 - 逆变器 - PFC

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