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为了提高电机控制性能,将功率逆变器和高性能位置、电流检测环路用于功率反馈级是必须的,否则电机性能和效率很难提高。位置和速度编码器反馈正是工业设备提升性能的关键一环。编码器——提供准确的反馈信息众所周知,将变频电压作用域使用脉冲宽度调制的电机,可以实现对电机的开环速度控制,在逆变器处于稳态或缓慢变化的动态条件下,工况也是比较平稳的。很多相对要求不高的应用会使用这种开环的速度控制,不需要编码器,设计相对简单,成本也更低。但是开环控制需要严格的瞬态响应来让电机同步,而且开环控制的缺点也很明显,因为不存在内部的反馈,对速度的控制精度很有限,而且此后操作者对受控对象的变化便不能做进一步的控制,无法优化电流控制来提高电机效率。如果仅仅是低性能的控制,那么开环比却可以胜任为了提高设备效率,闭环反馈被引入进来。在闭环反馈控制中,存在由输入到输出的信号前向通路,也包含从输出端到输入端的信号反馈通路,两者组成一个闭合的回路。自动控制建立在闭环反馈之上。那如何提供这个闭环反馈信号,答案是编码器。现在应用在高精度位置编码信号链的编码器解决方案非常多。光学传感器、旋变器、线性可变差动变压器(LVDT)和磁传感器(AMR、GMR、TMR、霍尔)等都有相应的应用。这些器件的应用,为驱动器提供了位置信号,驱动器基于这些反馈信号保证电机优良的速度、转矩输出性能。从低到高分辨率的编码器选择一般来说,最高分辨率的编码器使用光学技术的编码器,而中高分辨率的编码器使用磁或光学传感器(磁越来越多)。中低分辨率编码器使用旋变器(旋转变压器)或霍尔传感器。现在磁性编码器的应用很常见,但是要说需要最高分辨率的应用,光电式对比电磁式无疑拥有更高分辨率而且结构更紧凑。光电编码器的精度和分辨率和码道的直接相关,增加码道分辨率和精度就越高。不过码道的增加和光电检测、通孔加工等一系列高精核心技术相关,难度很高。在中高分辨率的应用中,随着磁编码器技术的发展,磁编码的应用已经成为主流。磁编码在以往很多利用光学编码器的应用里展现出了更耐用的特性,很多厂商有专用的感应芯片和解码芯片,为编码器提供ASIC级整体解决方案。不论是AMR、GMR还是TMR都已经能提供极精准且快速响应的位置传感,最普通的霍尔也是性价比很高的选择。在中低分辨率应用里,旋转变压器是很常见的选择,虽然其分辨率上限没有那么高,但是在很多环境相对严苛的工业应用里,它倍受青睐。因为旋转变压器在极端环境条件(如高温以及冲击和振动)下非常可靠,独有的优势也让其应用非常稳定。
编码器——提供准确的反馈信息
从低到高分辨率的编码器选择
闻泰科技发布的最新公告显示,安世半导体(Nexperia)与纽交所上市公司威世(Vishay)签署协议,作价1.77亿美元出售英国Newport Wafer Fab(以下简称NWF)的母公司NEPTUNE 6 LIMITED(以下简称“NEPTUNE 6”),交易预计将于2024年完成交割。公告称,本次股权转让事项尚需履行的程序包括:(1)通过英国政府审查;(2)确认第三方是否放弃优先购买权;(3)征得安世半导体相关债权人同意。同时,闻泰科技在公告也强调,NWF对公司半导体业务产能贡献较小,公司未来的晶圆产能增加主要通过安世半导体英国曼彻斯特和德国汉堡晶圆厂的自有产能升级、扩充外协等方式实现。本次交易不会对公司半导体业务产能产生重大影响。据悉,NWF是英国最大的芯片制造商之一,其产品是成熟制程的功率器件,目前主要业务是为安世半导体和其他客户提供晶圆制造服务。闻泰科技称,出售NWF股权主要是为了保护NWF员工与客户的利益,更好地保护广大投资者利益。对于剥离NWF带来的影响,闻泰科技在公告中表示,NWF对公司半导体业务产能贡献较小,公司未来的晶圆产能增加主要通过安世半导体英国曼彻斯特和德国汉堡晶圆厂的自有产能升级、扩充外协等方式实现。本次交易不会对公司半导体业务产能产生重大影响。如果本次交易交割完成,预计将产生投资收益约0.53亿美元(按照2023年10月31日汇率测算,约合人民币3.78亿元);预计对归母净利润影响约0.53亿美元(按2023年10月31日汇率折算,约合人民币3.78亿元),该部分损益为目前时点的初步测算结果,未来可能会受到美元和英镑的汇率波动等因素的影响,最终对上市公司财务状况的影响需要待标的资产交割完成时确定。资料显示,Vishay是一家纽约证券交易所上市公司,是分立半导体(二极管、整流器、MOSFET、光电元件和特定集成电路)和无源电子元件(电阻器、电感器和电容器)制造商。
TI德州仪器生产的TLV365-Q1 和 TLV2365-Q1 器件 ( TLVx365-Q1) 是零交叉、轨到轨输入和输出 CMOS 运算放大器系列,针对低电压和成本敏感型应用进行了优化。得益于低噪声 (4.5nV/√Hz) 和高速运行(50MHz 增益带宽)特性,此类器件成为在低侧电流检测、音频、信号调节和传感器放大等应用中驱动采样模数转换器 (ADC) 的理想之选。特殊功能包括出色的共模抑制比 (CMRR)、无输入级交叉失真、高输入阻抗和轨到轨输入和输出摆幅。输入共模范围同时包括正负电源。输出电压摆幅在电源轨的 10mV 以内。TLVx365-Q1 的额定工作温度范围为 −40°C 至 +125°C。特性符合 AEC-Q100 标准温度等级 1:–40°C 至 +125°C增益带宽:50MHz零交叉失真拓扑:输入超出电源轨 100mVCMRR:115dB(典型值)轨至轨输入和输出噪声:4.5nV/√Hz压摆率:27 V/µs快速稳定:0.2µs 至 0.01%精度:温漂2µV/°C(最大值)输入偏置电流:20pA(最大值)工作电压:2.2V 至 5.5V应用 • HEV/EV 直流/直流转换器• 混合动力汽车/电动汽车逆变器和电机控制• HEV/EV 车载充电器 (OBC) 和无线充电器• 电动涡轮/增压器 • 汽车 HVAC 压缩机模块• 手势识别参数快速趋稳峰值检测器TLVx365-Q1 用于电流检测封装引脚TLVx365-Q1ADC驱动器和参考缓冲器
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