想象一下，汽车发动机在整个行程中持续以相同的速度运转。效率会非常低，对吗？相反，驾驶员控制发动机的速度，不断进行调整，以匹配汽车的预期负载和速度。工业应用中的电动电机也会出现类似的情况。过去，无论负载如何，电机都以固定转速运行。现在，变速驱动器解决方案可以不断调整电机的速度，以最大限度地提高效率。本文探讨 Analog Devices 的最新变速驱动器组件。
电机系统消耗的电力占到整个行业消耗电力的近 70%。过去，绝大多数电机都直接连接到交流电网，并以固定的转速运行。据估计，定速电机如果配备驱动器，全球能源用量可减少多达 10%。
Analog Devices 提供完整的信号链解决方案，包括高性能电流和电压检测、稳健可靠的隔离、高密度电源管理和无缝连接。这些技术产品带来先进的运动解决方案，可提高生产力、延长设备寿命并加快制造业低碳转型。
精密电流和电压反馈
电流反馈对于提高驱动性能至关重要，将决定电机的总体控制带宽和响应时间。ADI 的 AD8410A 和 MAX49925 电流检测放大器提供的同步测量可确保电机以峰值效率、低延迟运行，从而加快低压电机驱动器 (<100 V) 的系统响应速度。对于高压系统，ADuM7701/ADuM7702/ADuM7703/ADuM7704 隔离式 Σ-Δ 型 ADC 产品提供非常低的失调漂移，以减少转矩波动，并可以使用低值分流电阻来提高系统效率、精度和可靠性。在使用霍尔传感器进行隔离电流检测的应用中，AD7380 (4 MSPS) 和 MAX11192 (2 MSPS) 同步采样 SAR ADC 增强了噪声和动态范围性能。
数字隔离和隔离式栅极驱动器
ADI 的数据隔离器创新组合为 SPI、I2C、USB 和 CAN 到千兆 LVDS 等协议提供数字隔离技术，保护人员和资产免受高压和破坏性电气干扰影响，同时保持数据完整性。ADuM341E 四通道数字隔离器提供高达 1173 Vpeak 的电气隔离，同时具有低传输延迟，以实现低延迟、低抖动的精密时序性能。同时，稳健的隔离式栅极驱动器保护功率器件免受故障和电磁瞬态的影响。ADuM4221 隔离式半桥栅极驱动器提供超低传输延迟以提高系统效率，提供高达 150 kV/µs 的共模瞬态抗扰度 (CMTI) 以支持快速开关，并与最新的 SiC 和 GaN 技术兼容。ADuM4122 提供两种不同的摆率水平，以优化功率损耗和 EMI 控制。
电源管理
随着电机驱动器分散部署，并且放置在离电机更近的位置，能否在更小的机箱中实现高效的电源管理非常重要。 MAX17690/MAX17691/MAX17692 反激式转换器可实现隔离型高密度电源解决方案，而 ADP5054 等多输出降压稳压器可调节输出电压，为数字负载（如 FPGA/处理器）供电。MAX14721/MAX14722/MAX14723 功率限制器可实现电压和电流保护，以增强驱动器的可靠性。
稳健的安全连接
Analog Devices 以太网 PHY、RS-485/RS-422 和 LVDS/M-LVDS 收发器具有更高的抗扰度和稳健性，可在严苛的工业环境中可靠运行。ADIN1200 工业以太网 PHY 与 fido5200 双端口实时以太网多协议 (REM) 交换机配合使用，可进行高达 100 Mbps 的数据传输，以实现安全连接。对于 RS-485，MAX22507E/MAX22508E 收发器对高达 50 Mbps 的高速通信进行了优化，提供全双工操作，并集成了浪涌保护。
随着连接需求的日益增长，器件层面的安全性能需求随之增加。通过安全认证器技术，保护生产资料不受恶意软件与不信任命令的攻击是十分重要的。DS28S60 和 MAXQ1065 通过实现安全引导和可信执行来保护电机驱动器，确保整个网络拥有一个安全信任链。
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