在大多數(shù)汽車(chē)制造廠中，我們都能夠看到利用自動(dòng)機(jī)器人技術(shù)進(jìn)行負(fù)重托舉和部件組裝的身影。

這種情況下，精度成為了一個(gè)十分關(guān)鍵的因素，因?yàn)殡姍C(jī)、機(jī)器人手臂、開(kāi)關(guān)和高壓設(shè)備都必須像交響樂(lè)一樣保持協(xié)調(diào)一致。然而，要在電氣嘈雜的環(huán)境中保持系統(tǒng)的零錯(cuò)誤卻不那么簡(jiǎn)單。目前，德州儀器(TI)已經(jīng)找到了針對(duì)工業(yè)噪聲的新方法，通過(guò)隔離、修飾和過(guò)濾，確保電機(jī)控制的精確度。

憑借強(qiáng)化的隔離技術(shù)，TI能夠幫助設(shè)計(jì)人員打造高精度的系統(tǒng)，正如全新TI Design參考設(shè)計(jì)——具有電流、電壓和溫度保護(hù)的增強(qiáng)隔離三相逆變器(TIDA-00366)中所展示的一般。

“新推出的TI Design是立即啟動(dòng)增強(qiáng)隔離逆變器設(shè)計(jì)的理想?yún)⒖肌Ｆ漕~定功率最高可達(dá)10kw，同時(shí)能夠提供多種多樣的保護(hù)特性，”負(fù)責(zé)調(diào)整該參考設(shè)計(jì)的工程師Matthias Taenze說(shuō)道。“我們所關(guān)注的重點(diǎn)是器件的緊湊度且高效性。”

三相逆變器參考設(shè)計(jì)結(jié)合了TI最近的幾款增強(qiáng)隔離器件，包括業(yè)內(nèi)最高性能的增強(qiáng)隔離放大器AMC1301以及近期推出的增強(qiáng)隔離柵極驅(qū)動(dòng)器UCC21520。

無(wú)論是消費(fèi)類(lèi)電子還是太陽(yáng)能逆變器，隔離都是許多產(chǎn)品必需的技術(shù)。TI的產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Nagarajan Sridhar表示，諸如AMC1301和UCC21520等器件凝聚著TI在電源管理和高精度信號(hào)鏈領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)還包含了TI在增強(qiáng)隔離研發(fā)方面的豐富經(jīng)驗(yàn)。

“這些產(chǎn)品奠定了TI在整個(gè)市場(chǎng)中的領(lǐng)先地位，”他補(bǔ)充道。

深厚的專(zhuān)業(yè)知識(shí)基礎(chǔ)

TI全球的模擬團(tuán)隊(duì)一直致力于為設(shè)計(jì)人員提供業(yè)界領(lǐng)先的隔離芯片，因?yàn)樗麄兯O(shè)計(jì)的應(yīng)用往往需要通過(guò)增強(qiáng)隔離技術(shù)提供額外的保護(hù)格柵(也被稱為雙隔離)。

針對(duì)全新放大器最為常見(jiàn)的三類(lèi)應(yīng)用包括工業(yè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)、太陽(yáng)逆變器和不間斷電源 (UPS)。

為了應(yīng)對(duì)高壓峰值和高能峰頂?shù)?，設(shè)計(jì)人員必須滿足嚴(yán)格的行業(yè)隔離標(biāo)準(zhǔn)，而TI所提供的增強(qiáng)隔離器件已經(jīng)超過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，TI的器件可以提供一個(gè)能夠改善功率器件整體功率效率、簡(jiǎn)化電源設(shè)計(jì)并減少熱漂移問(wèn)題的低功率架構(gòu)。

“例如，有的客戶必須滿足針對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，但是針對(duì)隔離組件的標(biāo)準(zhǔn)卻往往會(huì)更高，”TI的員工Navin Kommarjau說(shuō)道，“幾年前，TI的工藝和設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出了基于電容的隔離，它比光學(xué)隔離更加可靠。此外，通過(guò)為現(xiàn)有的隔離標(biāo)準(zhǔn)提供額外提升空間，TI的制造和工藝團(tuán)隊(duì)又將這一技術(shù)的發(fā)展向前推進(jìn)了一步。”

提升系統(tǒng)性能的關(guān)鍵

除了更高的可靠性，TI的隔離技術(shù)還能提供更長(zhǎng)的產(chǎn)品使用壽命。

“在超過(guò)1000V工作電壓的情況下，高性能放大器能夠運(yùn)行至少四十年，非常穩(wěn)定耐用，”市場(chǎng)經(jīng)理Robert Schreiber說(shuō)。“質(zhì)量和可靠性對(duì)于這款器件至關(guān)重要，而TI所能提供的可靠性是目前業(yè)界最好的。”

設(shè)計(jì)人員對(duì)于TI全新的增強(qiáng)隔離放大器充滿期待。目前TI已經(jīng)為60多位客戶提供了超過(guò)1,700片樣片。

“嚴(yán)格質(zhì)量管控下的半導(dǎo)體工藝、封裝、信號(hào)鏈和高壓技術(shù)組合使TI的這款產(chǎn)品脫穎而出。在我們正式發(fā)布這款產(chǎn)品前，很多客戶在試用過(guò)程中就已經(jīng)有所體驗(yàn)，”Navin說(shuō)道。

目前，設(shè)計(jì)人員正在將這款放大器應(yīng)用于高精度電梯電機(jī)控制系統(tǒng)，這也是另外一個(gè)對(duì)可靠性有嚴(yán)格要求的領(lǐng)域，因?yàn)橹圃焐滔Ｍ麄兊难b置能夠無(wú)故障運(yùn)行多年。

“在高層建筑中，TI的器件可以實(shí)現(xiàn)快速電梯的迅速啟停。為了滿足這一需求，它們需要十分精確的測(cè)量溫度和電壓，”Robert說(shuō)，“支持這一切的是幕后的電機(jī)驅(qū)動(dòng)。TI的產(chǎn)品可以用于測(cè)量電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電流，而這個(gè)系統(tǒng)需要非常精準(zhǔn)的控制。”

這款參考設(shè)計(jì)還特有全新的UCC21520，業(yè)界速度最快的5.7kVRMS隔離雙通道柵極驅(qū)動(dòng)器，主要針對(duì)系統(tǒng)保護(hù)和可靠性都十分關(guān)鍵的高壓應(yīng)用。

“UCC21520能夠提供普遍的兼容性，這使得設(shè)計(jì)人員可以將隔離和電源管理功能集成到數(shù)個(gè)應(yīng)用之中，同時(shí)又有助于保護(hù)系統(tǒng)和人員不受潛在有害高壓浪涌的損傷，”Nagarajan說(shuō)。

這款電源管理芯片提供5.7kVRMS的增強(qiáng)隔離，以及高達(dá)12.8kV抗干擾性測(cè)試的浪涌和100V/ns以上的共模瞬態(tài)抑制。通過(guò)提供19ns的快速傳播延遲，這款器件可實(shí)現(xiàn)高功率密度和效率。而這些優(yōu)勢(shì)所帶來(lái)的是更小的解決方案尺寸和可靠運(yùn)行。