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各有所长的总线驱控谁能最终称霸运控市场

Robot Vision 来源:电子发烧友网 作者:李宁远 2021-09-09 08:00 次阅读
在传统运动控制系统中,一般以脉冲或者模拟量作为控制信号,将控制信号发送到电机驱动器中然后由电机驱动器驱动电机运行。这种模式下,上位机与电机驱动器通过大量的数字量或者模拟量IO连接。随着总线技术的发展,运控厂家将总线技术应用运动控制器中。上位机通过总线将运动参数传送至电机驱动器,再由电机驱动器驱动电机运行。
在总线运控系统中,上位机的总线通讯接口可以通过线性拓扑方式连接多个支持总线通讯的电机驱动器。较之传统控制系统,大大减少了接线数量与布线时间。同时总线模式下,通讯方式为数字式通信,可以不用考虑信号漂移问题,不像中脉冲信号和模拟量信号受到电磁干扰会导致信号失真。目前,常见的总线技术有,EhertCAT,RTEX,CCLINK,CANopen等等。

EtherCAT总线驱动

EtherCAT其实也就是工业以太网的一种开放架构现场总线系统。使用EtherCAT的成本非常低廉,任何带有以太网控制器的单元都可以作为EtherCAT主站,从站可以使用任意供应商提供的产品,当然也可以使用ETG(倍福公司旗下EtherCAT技术协会)提供的从站源码进行开发。
作为工业通信,低延时是必需的。EtherCAT采用分布式时钟,因此在实时性上是很优秀的。每个具有分布式时钟的从站周期性地与参考时钟进行同步消除误差,时间误差小于1us。在实时性上EtherCat相比于ProfiNet,ProfiBus之类是更突出的。
在运控领域,总线技术与驱动器二者相辅相成,我们直接从产品来看比较直观。这里以雷赛智能CL3-EC系列为例。CL3-EC系列是雷赛在闭环步进研发的基础上融合 EtherCAT 总线技术打造的高速总线型闭环步进驱动产品。
CL3-EC支持COE (CANopen over EtherCAT)协议,支持CSP、PP、PV、HM这些主流的控制模式。这一系列通过EtherCAT分布时钟的精准调整,同步误差低于15ns,同步抖动在±20ns区间内,在多轴的同步通信上很有优势。数据传输速度是双向100Mbps,1ms通信周期,不同于CANopen的是在通信周期小于1ms情况下EtherCAT支持250us的整数倍,当然,通信周期与上位机规格也息息相关。
(图源:雷赛智能官网)
总的来说,对于多轴应用,应用EtherCAT工业总线方案,在同步控制,实时数据传输上的确有显著优化。

RTEX总线驱动

RTEX是为了实现伺服电机控制更高的同步性、实时性,松下特定开发的网络总线系统。RTEX主要竞争力在高速和低成本上,省配线这种总线驱动都能做到的就不多提了。这里以松下旗下MINAS A6 家族伺服驱动器产品为例。
MADLT01NF驱动器可以对位置,速度,转矩,全闭环四个维度进行控制。RTEX支持CP控制模式,同时内嵌回零模式并支持USB串口调试功能。RTEX支持下的驱动器支持2路高速差分输入或者5路单端输入,同时进行两路单端隔离数字输出,响应频率为3.2 kHz。MINAS A6 系列的最高速度可达到6500r/min,指令更新周期也仅为1ms。
RTEX下3.2kHz的高响应带宽在面向高速度与高精度的运动控制场景,极大缩短系统响应时间,提高设备效率。

CANopen总线驱动

CANopen 是一个基于 CAN串行总线系统和 CAL的高层协议。不仅能够将总线负载减少到最低限度,还能确保极短的反应时间。它可以实现较高的通讯性能,减少了磁兼容性问题,并降低电缆成本。作为运控驱动的老牌,市面上几乎所有品牌的伺服驱动器都支持CANopen总线。
(图源:台达官网)
应用CANopen总线驱动器的产品实在太多,我这里选的是台达ASDA-A3为例来看看此类总线驱动的实力。A3是现在台达伺服系统高阶应用的代表作。
首先,A3响应带宽是3.1kHz,比起上面那位的高响应带宽也没有落下太多,实际应用上绝对能保证实时性。根据官网给出的测试图,A3拥有125 µs同步周期,几乎可以与命令做到同步拟合。A3可组成多达127轴的网络系统,最高通讯速率1Mbps。在远距离应用场合,CANopen驱动器仍旧能带来最稳定的发挥。

CC-Link总线驱动

CC-Link是以三菱电机为主导推出的开放式现场总线,特点在于其数据容量大,通信速度多级可选择,同时也可覆盖较高层次的控制层和较低层次的传感层。这里不讨论稍老一些的CC-Link IE Field以及经济型的CC-Link IE Field Basic,主要聚焦在最新的CC-Link IE TSN。
CC-Link IE TSN是三菱推出的新总线技术。TSN(时间敏感网络)是智能制造、工业互联网最焦点的技术之一。CC-Link IE TSN将千兆以太网带宽与TSN相结合,拓展了CC-Link IE基于工业以太网实现从信息层到应用层纵向整合的先进通信技术。CC-Link IE TSN 使用时间分割和时间同步的方式,实现了实时性和非实时通信的共存。
此类总线驱动,在网络内充分利用同步时间,在规定时间双方向同时发送通信帧,大幅缩短通信周期;在控制通讯内可组合通信周期内高速的控制和缓慢的控制,实现运控性能的最大化。
CC-Link IE TSN下驱动器最高通讯速率1Gbps ,数据传输速度是双向150Mbps。这已经是全面领先的技术参数了,另据悉此协议下的驱动最多可控轴数远超目前市面上的品类。具体可控轴数还未考证。
CC-Link IE TSN以其高度契合工业互联网的愿景的特性,在总线驱控领域产生了巨大的影响。很多工控企业均开始改用此通信协议。

小结

市面上还有很多类总线驱动器,如安川的Mechatrolink-III,B&R的Powerlink等等。值得一提的是三菱在国内市场竞争激烈的情况下,凭几款经典产品占据了足够大市场份额,这相当一部分功劳都得归功于总线驱动足够给力。
总线驱动器的选择当然不仅仅在于技术方面的指标属性,如带宽和传输速率这些;还应该包括一些软性指标,比如开放性,独立性,互通性等等,这些因素综合在一起才能决定哪一门类下的总线驱动能在市场中笑到最后。
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    发表于 10-28 15:05 138次 阅读
    MAX25610AAUE+ Maxim Integrated MAX25610x降压和降压升压LED驱动器

    led灯驱动器输出电压

    半导体 L99LD01 高效恒流 LED 驱动器是一款完整的恒流直流-直流转换器 LED 驱动器,适用于汽车应用。它采用 BCD5S 70V 技术制造,并以 LQFP32 封装形式组装。L99LD01 用于升压、降压-升压和反激式转换器拓扑。一个内部随机抖动振荡器在低频模式下工作,扩大了开关频率的射频频谱,从而降低 EMC。 该装置包括内部低跌落电压调节器,可用于提供微控制器和复位引脚,用于在启动时和每次被调节的输出电压降到既定电压阈值以下时重置微控制器。 特性 合格汽车 [医]恒流操作 电流LED可由外部传感电阻器设置,并可通过SPI调节 转换器开关频率可调节的外部电阻(RSF) 内部扩频抖动振荡器的EMC降低 低频率PWM调光操作。 当前最大输入限制 最大开关占空比限制器 由外部电阻(R9)调节的斜率补偿) 电池过电压关闭保护(EXT。 需要R3,R4电阻) 链式OV检测(R5,R6外) 用于监测和控制LED温度(需要外部NTC电阻)、L...
    发表于 10-28 14:58 135次 阅读
    led灯驱动器输出电压

    MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

    MAX25612高压LED控制器是一款单通道高亮度LED (HB LED) 驱动器,适用于汽车前灯应用。这些应用包括远光灯、近光灯、日间行车灯 (DRL)、转向指示灯、雾灯和其他LED灯。该器件的输入电压范围为5V至48V,可以驱动一个LED灯串,最大输出电压为65V。MAX25612是完全同步型器件,适合需要同步整流的升压和降压-升压应用,可提供大于90%的效率。 MAX25612可检测LED灯串高侧的输出电流。需要进行高侧电流检测,以防止输出端到接地或电池输入端发生短路。该器件也是用于驱动LED的最灵活方案,支持升压、高侧降压或降压-升压模式配置。PWM输入提供高达5000:1的LED调光比,ICTRL输入在MAX25612中提供额外的模拟调光功能。MAX25612还包括一个FLT标志,用于指示灯串开路、灯串短路和热关断。MAX25612还支持内置扩频调制,以提高电磁兼容性能。 特性 集成度高,可最大限度地减少BOM、降低成本 +5.0V至+48V的宽输入电压范围和+65V的最大升压输出 集成pMOS调光FET驱动器 用于模拟调光的ICT...
    发表于 10-28 14:57 188次 阅读
    MAX25612BATP/VY+ MaximIntegrated MAX25612高压LED控制器

    ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

    oelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器是单片低压低电流 16 位移位寄存器,用于 LED 面板显示屏。ALED1642GW 可确保 20V 的输出驱动能力,用户可以以串联方式连接若干个 LED。在输出阶段,16 个稳压电流源提供从 3mA 到 40mA 的恒定电流以驱动 LED。电流通过外部电阻器进行设定,并可以由一个 7 位电流增益寄存器在两个子范围间进行调整。各通道亮度可通过 12/16 位灰阶控制分别进行调整。可编程的开关时间(有四个不同值可用)改善了系统低噪声发生性能。 特性 16个恒定电流输出通道 输出电流3mA至40mA 电流可编程通过外部电阻 两个范围内的7位全局电流增益调整 12/16位PWM灰度亮度控制 可编程输出开启/关闭时间 错误检测模式(打开和短路-LED) 可编程短路LED检测阈值 自动节电/自动唤醒 可选择的SDO同步在CLK下降边缘 拉杜尔输出延迟(可选) 3V到5.5V供电电压 热停机和超温报警 高达30MH...
    发表于 10-28 09:26 193次 阅读
    ALED1642GWXTTR STMicroelectronics ALED1642GW LED 显示驱动器

    LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

    oelectronics ALED8102S LED阵列驱动器是一款单片、低电压、led驱动器,具有8个低侧通道。ALED8102S设计用于提供高达20V输出驱动能力,支持连接多个串联LED。八个稳压电流源提供5mA至100mA恒定电流来驱动LED。通过一个外部电阻器设置电流。 LED8102S具有热管理功能,可强制关断以保护器件(通常在+170°C时关断,15°C滞后重启)。热保护开关仅关闭输出通道。 工作电源电压范围为3.0V至5.5V。输出控制由四个开关输入提供,实现开/关切换操作。在所有有源输出LED上,可通过应用到输出使能引脚 (OE) 上的全局PWM信号调整亮度。输出可并联,或者不使用时不连接。 LED8102S LED驱动器采用14引脚高热效率薄型微缩小外形封装 (HTTSSOP)。 特性 8个恒定电流输出通道,由4个开关输入控制 输出电流:5mA至100mA 电流可通过外部电阻器编程 电源电压:3.0V至5.5V 20V电流发生器额定电压 热关断 工作结温范围:-40°C至+150°C ...
    发表于 10-21 10:45 191次 阅读
    LED8102SXTTR STMicroelectronics LED8102S LED阵列驱动器

    STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

    oelectronics STSPIN32F025x 250V三相控制器是高度集成的解决方案,用于驱动三相应用。由于集成度高,因此有助于设计人员减少PCB占位和总体物料清单。STSPIN32F025x内置STM32F031x6x7 MCU(采用Arm® 32位Cortex®-M0 CPU)和250V三路半桥栅极驱动器。半桥栅极驱动器可驱动N通道功率MOSFET或IGBT。该器件集成了具有高级smartSD功能的比较器,可确保快速有效地防止过载和过流。下部和上部驱动部分还集成了高压自举二极管,以及防交叉传导、死区时间和UVLO保护。这些特性可防止电源开关在低效率或危险条件下运行。低侧和高侧部分之间的匹配延迟可确保无周期失真。集成的MCU可以执行FOC、6步无传感器以及其他高级驱动算法(包括速度控制回路)。 特性 三相栅极驱动器 高达250V高压轨 驱动器电流能力 200mA/350mA拉/灌电流 (STSPIN32F0251) 1.0A/0.85A拉/灌电流 (STSPIN32F0252) dV/dt瞬态抑制:±50V/ns ...
    发表于 10-21 10:41 138次 阅读
    STSPIN32F0251TR STMicroelectronics STSPIN32F025x250V三相控制器

    STGAP2HSMTR STMicroelectronics STGAP2HS4A 单通道栅极驱动器

    oelectronics STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器在栅极驱动通道、低电压控制和接口电路之间提供电流隔离。STGAP2HS适合用于中等功率和大功率应用,例如工业应用中的电源转换和电机驱动器逆变器,具有4A能力和轨到轨输出。 STM STGAP2HS单通道栅极驱动器有两种不同配置,一种具有独立的输出引脚,另一种具有单输出引脚和米勒钳位功能。借助独立输出引脚的配置,可通过专用栅极电阻分别优化导通和关断。单输出引脚和米勒钳位功能配置可防止半桥拓扑中快速换向时的栅极尖峰。两种配置均为外部元件提供较高的灵活性,降低物料清单成本。 STGAP2HS集成UVLO和热关断保护功能,可简化高可靠性系统的设计。双输入引脚支持选择信号极性控制和实施HW互锁保护,可在控制器发生故障时避免交叉传导。 STGAP2HS 4A单通道栅极驱动器采用宽体SO-8W封装。 特性 高达1200V高压轨 驱动器电流能力:4A拉电流/灌电流(25°C时) dV/dt瞬变抗扰性:±100V/ns,全温度范围内 整体输入-输出传播延迟:75ns ...
    发表于 10-21 10:30 125次 阅读

    STEVAL-LLL004V1 STMicroelectronics STEVALLLL004V1 LED驱动器

    oelectronics STEVAL-LLL004V1 LED驱动器是一款数控恒流LED驱动器。PFC级和两个直流-直流转换器设计用于在转换模式下工作以优化效率。该LED驱动器可提供75W的输出功率。 通过模拟和数字方法,该驱动器可以将LED调暗至最高亮度水平的0.5%。通过任何一种调光技术,该操作在整个调光范围内均无闪烁。该电路板具有高效率,功率因数几乎等于1,并且在宽输入电压和负载条件下具有低THD百分比。这得益于高性能ST电源产品,以及在32位STM32F0微控制器上运行的高级算法。 特性 宽输入电压范围:85VAC至265VAC 转换模式PFC 两个基于不同拓扑、在转换模式下工作的恒流输出: 降压拓扑 反向降压拓扑 输出电流:500mA ±2.5% 输出端连接的LED数量:16至24个白光LED(每个3.3V) 满负载时,PFC > 0.97,THD < 20%(85VAC至265VAC输入电压范围) 最大负载时峰值效率≅ 90% ...
    发表于 10-21 10:06 134次 阅读

    RH-OSC04 RH-OSC04抗辐射 晶体振荡器驱动器和分频器

    发表于 05-20 17:05 167次 阅读

    EVL6562A-LED EVL6562A-LED恒流逆降压LED驱动器使用L6562A

    发表于 05-20 12:05 201次 阅读

    NUD4001 LED驱动器 高电流

    稳压器& LED驱动器旨在取代用于在5V,12V或24V低压AC / DC应用中驱动LED的分立解决方案。外部电阻允许电路设计人员为不同的LED阵列设置驱动电流。这种分立式集成技术通过将单个组件组合到一个封装中来消除单个组件,从而显着降低系统成本和电路板空间。该器件是一个小型表面贴装封装SO8。 特性 为不同的输入电压提供恒定的LED电流。 外部电阻允许设计人员设置电流 - 最高500 mA。 AEC-Q101合格且PPAP能力 适用于汽车和其他需要独特应用的NSV前缀场地和控制变更要求 应用 汽车:尾灯,定向灯,倒车灯和圆顶灯。 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 23:02 336次 阅读
    NUD4001 LED驱动器 高电流

    NCP302155 集成驱动器和MOSFET 55 A.

    155将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302155集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达55A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V核DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 591次 阅读

    NCP303151 集成驱动器和带集成电流监视器的MOSFET

    151将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成到单个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP303151集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 能够达到50 A的平均电流 30 V / 30 V击穿电压MOSFET具有更高的长期可靠性 能够以高达1 MHz的频率切换 与3.3兼容V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 精确电流监测 具有3级PWM的过零检测选项 内部自举二极管 欠压锁定 支持英特尔®PowerState 4 应用 桌面和笔记本微处理器 图形卡 路由器和交换机 支持英特尔®PowerState 4 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 904次 阅读

    NCP302040 集成驱动器和MOSFET 40 A.

    040将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302040集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达40A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 支持英特尔®电源状态4 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 电源和笔记本电脑 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 328次 阅读

    NCP302150 集成驱动器和MOSFET 45 A.

    150将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302150集成解决方案大大降低了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达45A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 正确响应3级PWM输入 支持英特尔®电源状态4 使用3级PWM进行零交叉检测的选项 热警告输出和热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V-Core和非V-Core DC-DC Con转换器 小型电压调节器模块 高电流DC-DC负载点转换器 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 21:02 656次 阅读

    NCP302055 集成驱动器和MOSFET 50 A.

    055将MOSFET驱动器,高端MOSFET和低端MOSFET集成在一个封装中。驱动器和MOSFET已针对高电流DC-DC降压功率转换应用进行了优化。与分立元件解决方案相比,NCP302055集成解决方案大大减少了封装寄生效应和电路板空间。 特性 平均电流高达50A 能够以高达2 MHz的频率切换 兼容3.3 V或5 V PWM输入 支持Intel®PowerState 4 使用3级PWM的零交叉检测选项 内部自举二极管 热警告输出和热关机 热关机 应用 终端产品 台式机和笔记本微处理器 服务器和工作站,V -Core和非V-DC DC-DC转换器 大电流DC-DC负载点转换器 小型电压调节器模块 电源和笔记本 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 21:02 412次 阅读

    NCP6992 AIRFUEL-MR无线电源发送器ASIC

    2是一款无线电源ASIC,可提供符合AirFuel MR标准的非接触式6.78 MHz电力传输单元(PTU)所需的电源,测量和支持功能。 NCP6992与蓝牙信令协议(BLE)相结合,通过管理功率传输(包括效率和故障条件管理),有助于调整和优化发送器线圈的功率。 特性 输入电压范围4.5V至22V 提供小型7x7mm²可湿性侧翼电镀QFN-56封装,间距0.4mm 直接从墙上适配器或USB端口供电 可通过3.4 MHzI²C接口进行广泛编程 50 W功率升压控制器,具有可在9V至55.2V(200mV步进)下编程的转换器,具有OVP和自动控制输入选项 可配置的睡眠模式和使用直接输入控制的快速唤醒循环 In集成式降压转换器5V& 500mA 2通用GPIO可用于逻辑I / O,ADC输入或时钟输出 系统LDO可编程为1.2V至3.6V,100 mV步进,带动态电压调节(DVS) USB BC 1.2检测的前端 具有OCP的四相可选6.78MHz PA驱动器 用于天线切换的PWM控制继电器驱动器 用于PA电源电压,电流和温度测量的10位ADC 一个阻抗控制检测器 具有ADC读数的差分...
    发表于 07-29 18:02 338次 阅读