TI系统级解决方案助力工业创新

日期:2017-07-07
 

 

 
日前,德州仪器(TI)举办2017 TI工业应用媒体说明会,德州仪器华东区销售和应用总经理吕昱昭先生介绍了TI系统级解决方案如何帮助解决最严苛的工业应用的挑战(可靠性、安全/保护等),以及如何帮助实现更智能的连接、更安全的系统保护和更高能效。
吕昱昭表示,借助TI的创新、系统专业知识和广泛的参考设计,设计人员可为任何工业市场设计出更智能、更强大的工业系统来营造更安全高效的环境。无论是从事工业4.0 的设计还是电机驱动和控制方面的设计,TI均可帮助工业用户攻克最棘手的系统级挑战。
 
工业市场发展趋势
吕昱昭首先介绍了工业市场的发展与趋势。他认为,不断的创新在推动工业系统的发展,工业发展的重点有几个方面。一是设计更智能的工厂需要工厂自动化,如现场发送器、可编程逻辑控制器、工业机器人和机器视觉;二是严酷环境下应用的电机驱动器,包括交流逆变器、伺服、数控和机器人驱动、直流驱动和非军用无人机;三是用于测试下一步发展创新的测试与测量,包括信号测量、仪表、源生成和特定应用;四是设计一个更智能电网的电网基础设施,包括断路器、电动汽车充电、电网自动化/保护、智能仪表和可再生能源。
在上述工业领域,TI拥有拥有广泛应用知识的顶尖系统专家,一直致力于长期存在和多元化的产品与市场,其的优势包括技术和制造的独特方法、最广泛的产品组合、市场渠道覆盖面。TI 模拟和嵌入式处理技术处于工业系统核心,涵盖各种各样的应用。
 

 
吕昱昭特别指出,精度更高、运行更快、系统成本更低和功率效率更高是当今电机驱动器的关键发展趋势。因此,TI提供的参考设计可以帮助客户立即启动设计。行业最广泛的参考设计库涵盖TI广泛的模拟、嵌入式处理器和连接产品组合,适用于工业、汽车、消费、通信和计算应用等,用户可以在Ti.com.cn上可查询2,000 多种系统参考设计。
据介绍,这些参考设计都包含测试数据、原理图或框图、物料清单和用于说明电路功能和性能的设计文件;均利用TI从嵌入式处理器到模拟信号链和电源管理的最优异技术。
吕昱昭说,客户从零开始开发系统非常耗时,而从高质量参考设计开始则更容为易,可按原样实现或作为启发灵感。参考设计使工程师能够将更多的时间和人才集中在为自己的目标定制产品 - 更有效地利用有价值的工程资源。
 
电源参考设计有助于实现功率、速度和精确性
TI最近推出了一项创新的三相氮化镓(GaN)逆变器参考设计,可帮助工程师构建200 V,2 kW交流伺服电机驱动器和下一代工业机器人,具有快速的电流回路控制,更高的效率,更精确的速度和转矩控制。
三相高频GaN逆变器参考设计采用TI去年最新推出的LMG3410 600-V,12-A GaN功率模块,具有集成FET、栅极驱动器和保护功能。 GaN模块可使设计开关比硅FET快5倍,可在100 kHz时实现高于98%的效率水平,在24 kHz脉宽调制(PWM)频率下,可实现高于99%的效率水平。使用GaN,设计人员可以优化开关性能,减少电机的功率损耗,并可降低散热片的尺寸以节省电路板空间。与低电感电机配合使用时,以100kHz运行逆变器,可大幅改善转矩脉动。
 

 
吕昱昭表示,GaN逆变器功率级可与微控制器(MCU)轻松对接,包括TI的TMS320F28379D驱动控制片上系统,以帮助动态调整电压频率并实现超快速电流环路控制。TI近日还推出了新型DesignDRIVE快速电流环路软件,具有创新的子周期PWM更新技术,可帮助将伺服驱动器中的电流环路性能提高到小于1微秒,可达到电机转矩响应的三倍。该快速电流环路软件优于传统的基于MCU的电流环路解决方案,并且可以免费使用controlSUITE™软件。
除了GaN模块,该参考设计依赖于TI的AMC1306隔离delta-sigma调制器,具有电流检测功能,可提高电机控制性能。TI的ISO7831数字隔离器还为MCU和该设计的六个PWM之间提供增强隔离。
他最后介绍了可用于 UPS 和能源存储系统的TI 48V-400V、效率达 94%、隔离双向参考设计。
 

 
随着不同市场对可再生能源的需求日益增加,电力效率比以往任何时候都更加重要。为满足全球能源标准和相关法规的要求,工程师们必须在保持整体系统低成本的同时,开发高能效系统。独立的双向DC / DC转换器参考设计使设计人员能够在充电器和备用转换器运行的宽负载范围内提高效率,同时降低系统功耗。
 
TI新型隔离双向DC / DC转换器参考设计的主要优势包括:48V至400V的范围,是业界首款支持宽输入电压范围的储能电源的设计;设计经过全面测试验证,可帮助设计人员快速满足能源之星标准,加快上市时间;创新的DC / DC转换器,有助于实现比传统硬开关转换器更高的效率和更低的电磁干扰(EMI);设计可于多种电池的充电,工程师能够灵活地设计锂离子(Li-ion)、锂聚合物(Li-poly)和铅酸蓄电池组,范围从36V至60V;无缝模式切换,从充电到备用模式的切换短于100微秒(μS),有助于降低高压保持电容器的要求。
www.ti.com.cn
 

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