TRINAMIC代理商 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng) 驅(qū)動(dòng)IC 深圳市智聯(lián)微電子有限公司通常情況下，設(shè)計(jì)技術(shù)工程師要不將運(yùn)動(dòng)控制組件作為完整的獨(dú)立單元，要不自己進(jìn)行構(gòu)建。可是，從零開(kāi)始設(shè)計(jì)電機(jī)機(jī)驅(qū)動(dòng)器和運(yùn)動(dòng)控制組件需要相關(guān)處理電機(jī)的詳細(xì)應(yīng)用知識(shí)。通常情況下需要實(shí)行一系列技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)，比如電動(dòng)機(jī)控制環(huán)，讀取位置傳感器及其與多種總線和通訊接口的連接。因?yàn)閷㈦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)器集成到其產(chǎn)品中的設(shè)備制造商和系統(tǒng)集成商的核心競(jìng)爭(zhēng)力通常情況下位于更高的抽象水平，所以，自己進(jìn)行打造產(chǎn)品的決定或許會(huì)使公司的關(guān)注力和精力從公司的核心研發(fā)任務(wù)上變更出去。德國(guó)TRINAMIC芯片內(nèi)部集成算法，大大縮小成本和開(kāi)發(fā)周期。
另一種考慮是購(gòu)買(mǎi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，這些驅(qū)動(dòng)器是獨(dú)立的硬件和軟件構(gòu)建塊，能夠?qū)⑵浼傻疆a(chǎn)品中，而不需要明白電動(dòng)機(jī)控制的詳細(xì)知識(shí)。本文將比較將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器集成到運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用程序中的權(quán)衡，此些驅(qū)動(dòng)程序是完整購(gòu)買(mǎi)的單元還是要單獨(dú)的構(gòu)建塊，而不是內(nèi)部構(gòu)建。它將分析購(gòu)買(mǎi)的驅(qū)動(dòng)器和構(gòu)建塊的不同類型的體系結(jié)構(gòu)和功能，以及為什么它們那么重要。
一.為什么要?jiǎng)?chuàng)立自己的？?jī)?nèi)部研發(fā)伺服驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)勢(shì)
一家公司或許出于以下幾個(gè)原因而決定自己進(jìn)行構(gòu)建自己的伺服驅(qū)動(dòng)器。在當(dāng)中絕大多數(shù)的反映了每種機(jī)驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)都要滿足特定應(yīng)用的復(fù)雜性，及其許多現(xiàn)有現(xiàn)成驅(qū)動(dòng)器解決方案的局限性。TMCC160功能強(qiáng)大，覆蓋了以下所有功能并解決其問(wèn)題。
設(shè)計(jì)技術(shù)工程師通常情況下會(huì)對(duì)應(yīng)用程序中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器有極其具體的需求列表，包括尺寸，成本，功能，性能和功率。尋到與清單上的全部?jī)?nèi)容幾乎匹配的商用設(shè)備或許很艱難。因?yàn)槲锢沓叽纾螤钜驍?shù)或與機(jī)械集成相關(guān)的問(wèn)題，商用產(chǎn)品或許不合適?；蛘咚鼈兓蛟S不符合要求的技術(shù)規(guī)格，比如電壓和功率水平。
即便技術(shù)工程師確實(shí)找到了正確的產(chǎn)品，在需要時(shí)也或許無(wú)法運(yùn)用該產(chǎn)品以滿足特定的生產(chǎn)窗口，或者其價(jià)格沒(méi)有達(dá)到產(chǎn)品的目標(biāo)成本。通常情況下，他們都要權(quán)衡些許功能和規(guī)格以獲得所需的全部選項(xiàng)。
內(nèi)部研發(fā)伺服驅(qū)動(dòng)器通常情況下表明著技術(shù)工程師能夠創(chuàng)建滿足其全部規(guī)格的設(shè)備。其他原因包括重新設(shè)計(jì)較舊硬件以翻新產(chǎn)品的能力，及其渴望更獨(dú)立于外部供應(yīng)商以實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品生命周期管理的愿景。創(chuàng)立與購(gòu)買(mǎi)的主要原因是公司要運(yùn)用自己的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃，傾斜或定位功能。比如，產(chǎn)品或許需要極其快速且方便同步的界面，比如多軸運(yùn)動(dòng)控制設(shè)備中的步進(jìn)/方向界面。如果該接口在商用設(shè)備中不可用，則構(gòu)建自己的設(shè)備通常情況下是唯一的選擇。
將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為物理運(yùn)動(dòng)或許極其艱難。如果商用機(jī)驅(qū)動(dòng)器不提供對(duì)關(guān)鍵接口或運(yùn)動(dòng)模式的支持，則或許需要其他軟件層。此些翻譯功能需要耗費(fèi)些許時(shí)間來(lái)研發(fā)和集成。更糟糕的是，額外的通信層會(huì)引入延遲，這會(huì)降低現(xiàn)場(chǎng)的控制系統(tǒng)性能，并使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中的工程設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜。不管接口是簡(jiǎn)單的（例如SPI（串行外圍接口）或UART），還是更復(fù)雜的（例如CAN（控制器局域網(wǎng)）或RS-485），工程師都應(yīng)首先使用演示設(shè)備或評(píng)估套件，然后才能使用。估計(jì)積分時(shí)間。
二.驅(qū)動(dòng)器主要開(kāi)發(fā)任務(wù)和問(wèn)題
內(nèi)部開(kāi)發(fā)自己的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的公司必須完成一長(zhǎng)串的任務(wù)，這些任務(wù)要占用大量的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并伴隨著弊端。
首先，工程師必須從數(shù)百種可用的微處理器中開(kāi)展選擇。除去正確的封裝，引腳選擇，電壓電平和許多其他功能外，它還必須足夠便宜，并且具有應(yīng)用程序所需的最低計(jì)算能力。僅由于選擇的數(shù)量眾多，這是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。另外，由于新版本是從指定供應(yīng)商每?jī)赡臧l(fā)布一次的，因此這可能迫使公司將工業(yè)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期縮短到比他們想要的更短的時(shí)間。
接下來(lái)，工程師必須選擇并實(shí)施電動(dòng)機(jī)控制算法，這需要電動(dòng)機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制專家。這不僅增加了研發(fā)人員，而且一般很難尋找到這些專家，給人力資源部門(mén)帶來(lái)了很大困擾，德國(guó)TRINAMIC作為精密運(yùn)動(dòng)控制專家，在運(yùn)動(dòng)控制方便給予了很多客戶方便。
工程師必須選擇組件并創(chuàng)建用于功率級(jí)的電子電路，包括柵極驅(qū)動(dòng)器和MOSFET。他們必須注意機(jī)械集成，選擇正確的連接器和電源。他們還必須設(shè)計(jì)強(qiáng)制性的PCB（印刷電路板）原理圖和布局，包括設(shè)計(jì)電流測(cè)量和附加的模擬電路。
克服這些障礙后，研發(fā)必須確保設(shè)計(jì)符合特定標(biāo)準(zhǔn)或認(rèn)證，例如醫(yī)療設(shè)備的安全要求。他們可能還需要確保產(chǎn)品與舊設(shè)備的兼容性，這可能意味著較舊零件的可用性很大困擾。
除這些常規(guī)任務(wù)外，工程師還必須選擇一個(gè)或多個(gè)傳感器開(kāi)展電動(dòng)機(jī)控制，并將它們與電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器接口。他們還必須選擇與命令級(jí)控制器（例如PLC（可編程邏輯控制器）或工業(yè)PC）的通信接口（例如EtherCAT）。
圖2設(shè)計(jì)工程師在設(shè)計(jì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)必須考慮的開(kāi)發(fā)和決策任務(wù)。
內(nèi)部開(kāi)發(fā)伺服驅(qū)動(dòng)器通常意味著工程師可以創(chuàng)建滿足其所有規(guī)格的設(shè)備。其他原因包括重新設(shè)計(jì)較舊硬件以翻新產(chǎn)品的能力，以及希望更獨(dú)立于外部供應(yīng)商以實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品生命周期管理的愿望。
購(gòu)買(mǎi)高度集成的微系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)是什么？
在新的電機(jī)驅(qū)動(dòng)解決方案的規(guī)格說(shuō)明過(guò)程中，設(shè)計(jì)工程師有許多不同的選擇?？梢允褂矛F(xiàn)代微系統(tǒng)將電機(jī)控制和接口功能集中到易于使用的構(gòu)建塊中。它們有幾種形式：預(yù)配置的微控制器，可在軟件中實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制功能；具有電機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制功能的多核微控制器；以及集成了總線系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)程序和相應(yīng)軟件堆棧的其他解決方案。
所有這些解決方案都與完整的驅(qū)動(dòng)器解決方案形成鮮明對(duì)比，后者還將功率級(jí)和測(cè)量電路集成在一個(gè)完整的模塊中。這些完整的驅(qū)動(dòng)器解決方案是最靈活的解決方案，并且開(kāi)發(fā)成本較低，因?yàn)樵O(shè)計(jì)工程師只需要將它們集成到系統(tǒng)中即可。此外，它們通常包含不需要的功能，但仍然必須付費(fèi)。盡管內(nèi)部設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)發(fā)成本往往較高，但從制造成本的角度來(lái)看，通常效率更高。這是因?yàn)橥ǔ９ぞ叱杀据^低，而主要的額外成本是原型制作，通常計(jì)為開(kāi)發(fā)成本。
高度集成的微系統(tǒng)在制造與購(gòu)買(mǎi)之間提供了一種平衡的方法。它們不僅集成了電動(dòng)機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制功能，還集成了諸如CAN或EtherCAT的命令級(jí)接口，還集成了功率級(jí)的各個(gè)部分，例如柵極驅(qū)動(dòng)器。使用這些系統(tǒng)，工程師無(wú)需設(shè)計(jì)這些關(guān)鍵功能，而仍保持所需的靈活性。這些解決方案還通過(guò)使用評(píng)估套件和標(biāo)準(zhǔn)模塊以及利用運(yùn)動(dòng)控制專家精心開(kāi)發(fā)且易于實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)API（應(yīng)用程序接口）來(lái)加快設(shè)計(jì)過(guò)程。硬件設(shè)計(jì)工程師仍然可以靈活地將功率級(jí)與????他們的需求相匹配，從而調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的外形尺寸和尺寸。
結(jié)論
在通常的成本和時(shí)間限制下開(kāi)發(fā)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器時(shí)，設(shè)計(jì)工程師可以利用高度集成的運(yùn)動(dòng)控制微系統(tǒng)，TRINAMIC剛好具備這些優(yōu)勢(shì)。這些不僅可以訪問(wèn)工程師可能不具備的先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制專業(yè)知識(shí)和功能，而且還可以實(shí)現(xiàn)快速，精簡(jiǎn)和輕松的設(shè)計(jì)。
