电机驱动系统里导致EOS的一些常见根源是什么?

电子设计 2018-05-16 08:43 次阅读

“魔烟”是一个非正式术语,用来指由过热的电子电路和组件产生的腐蚀性烟气。这个词组几乎每一名电气工程师都说过 —— 通常在他们忘了去调节电源电压电平或意外使电压轨对逻辑引脚短路时。

该事件的技术原因是电气过应力(EOS);虽然人为错误是一种常见根源,但还存在其它可能的原因,而且更微妙。一些张贴到TI E2E™社区电机驱动器论坛的最常见问题(包括那些以“我的电机驱动器已停止正常工作”、“我的电机驱动器被损坏了”以及“我的电机不再旋转了”开头的问题)的背后原因往往就是EOS。下面笔者将简略说明EOS是什么,并列出可在电机驱动系统里导致EOS的几大常见根源。在下一篇文章中,笔者将讨论几种能帮您防止电机驱动系统里出现EOS现象的方法。

EOS是当电子器件承受超过该器件规定限值的电流或电压时发生的热损坏。热损坏一般由EOS事件(跨电阻的大电流)中产生的过多热量引起。这种高温会对用来构建集成电路的材料造成损坏,从而导致其运行被破坏或永久性改变。

既然您已了解EOS是什么,您如何能知道规定限值是多少呢?为达到这个目的,您必须仔细查看电子器件产品说明书中的绝对最大额定值表(请参看表1,它来自DRV8701产品说明书)。绝对最大额定值是这样的技术规格 —— 超过它们会发生永久性损坏。在产品说明书中,绝对最大额定值与推荐工作条件不同;如果超过那些推荐工作条件的技术规格,器件可以继续运行,只是在以产品说明书推荐工作条件范围之外的技术规格运行。违反表1规定的一个例子是:如果由于电源轨上的瞬态事件,VM电源引脚达到了50V……

 

表1:DRV8701的绝对最大额定值表

那么,可在电机驱动系统里导致EOS的一些常见根源是什么?

电源过压

EOS的最常见根源之一是器件电源输入端上的过压事件。电源过压可由电机再生电能(如以前一篇文章中所概述的,示例见图1)或系统的外部事件(如组件故障)引起。了解过压事件的根源所在需要在一切可能的内部和外部运行条件下监测系统电源轨。

 

图1:电源过压瞬变

开关瞬变

导致电机驱动系统中出现EOS现象的另一种常见根源是:遭受与功率金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET)的开关相关的电压瞬变。在理想的半桥开关系统中,电压将在VGROUND和VSUPPLY(图2)之间交替波动。但在现实世界里,功率MOSFET和印刷电路板(PCB)布局中的寄生现象会导致电压瞬变 —— 电压将变得低于VGROUND或高于VSUPPLY(图3)。

图2:理想的半桥驱动器

图3:存在寄生现象的半桥驱动器

MOSFET过流

笔者将提到的最后一种EOS事件与功率MOSFET的过流有关。TI的集成电机驱动器具有过流和过温保护功能,可防止过流情况下的EOS。笔者在以前的一篇文章中详细讨论过这些,但对于使用栅极驱动器(具有外部功率MOSFET)的系统,您必须注意不要违反MOSFET安全工作区规定。功率MOSFET产品说明书通常会包含一个安全工作区(SOA)曲线图(如图4所示)。功率MOSFET中电流过大将最终导致该器件或其封装的热损坏。

图4:CSD18540Q5B最大安全工作区

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UCC27200-Q1 汽车类 120V 升压 3A 峰值电流的高频高端/低端驱动器

UCC2720x-Q1系列高频N沟道MOSFET驱动器包括一个120V自举二极管和独立的高侧和低侧驱动器输入以实现最大的控制灵活这允许在半桥,全桥,双开关正向和有源钳位正激转换器中进行N沟道MOSFET控制。低侧和高侧栅极驱动器可独立控制,并在相互之间的开启和关断之间匹配1 ns。 片内自举二极管消除了外部分立二极管。为高侧驱动器和低侧驱动器提供欠压锁定,如果驱动器电压低于指定阈值,则强制输出为低电平。 提供两种版本的UCC2720x-Q1 - UCC27200-Q1具有高噪声免疫CMOS输入阈值,UCC27201-Q1具有TTL兼容阈值。 两款器件均采用8引脚SO PowerPAD(DDA)封装。对于所有可用封装,请参见数据手册末尾的可订购附录。 特性 符合汽车应用要求 AEC-Q100符合以下结果: 设备温度等级1: -40°C至125°C环境工作温度范围 器件HBM ESD分类等级2 器件CDM ESD分类等级C5 驱动两个高侧和低侧配置的N沟道MOSFET 最大启动电压:120 V 最大V DD < /sub>电压:20 V 片内0.65 V VF,0.6ΩRD自举二极管 大于1 MHz的工作 20- ns传播延迟时间 3-A漏极,3A源输出电流 8-ns上升和...

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UCC27200-Q1 汽车类 120V 升压 3A 峰值电流的高频高端/低端驱动器

UCC27211 120V 升压 4A 峰值电流的高频高侧/低侧驱动器

UCC27210和UCC27211驱动器是基于广受欢迎的UCC27200和UCC27201 MOSFET驱动器,但性能得到了显着提升。峰值输出上拉和下拉电流已经被提高至4A拉电流和4A灌电流,并且上拉和下拉电阻已经被减小至0.9Ω,因此可以在MOSFET的米勒效应平台转换期间用尽可能小的开关损耗来驱动大功率MOSFET。现在,输入结构能够直接处理-10 VDC,这提高了稳健耐用性,并且无需使用整流二极管即可实现与栅极驱动变压器的直接对接。这些输入与电源电压无关,并且具有20V的最大额定值。 UCC2721x的开关节点(HS引脚)最高可处理-18V电压,从而保护高侧通道不受寄生电感和杂散电容所固有的负电压影响.UCC27210(a CMOS输入)和UCC27211( TTL输入)已经增加了滞后特性,从而使得到模拟或数字脉宽调制(PWM)控制器接口的抗扰度得到了增强。 低侧和高侧栅极驱动器是独立控制的,并在彼此的接通和关断之间实现了2ns的延迟匹配。 由于在芯片上集成了一个额定电压为120V的自举二极管,因此无需采用外部分立式二极管。高侧和低侧驱动器均配有欠压锁定功能,可提供对称的导通和关断行为,并且能够在驱动电压低于指定阈值时将输出强制为低...

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UCC27211 120V 升压 4A 峰值电流的高频高侧/低侧驱动器

UCC27710 具有互锁功能的 620V 0.5A、1.0A 高侧低侧栅极驱动器

UCC27710是一款620V高侧和低侧栅极驱动器,具有0.5A拉电流,1.0A灌电流能力,专用于驱动功率MOSFET或IGBT。 对于IGBT,建议的VDD工作电压为10V至20V,对于MOSFET,建议的VDD工作电压为17V。 UCC27710包含保护特性,在此情况下,当输入保持开路状态时,或当未满足最低输入脉宽规范时,输出保持低位。互锁和死区时间功能可防止两个输出同时打开。此外,该器件可接受的偏置电源范围宽幅达10V至20V,并且为VDD和HB偏置电源提供了UVLO保护。 该器件采用TI先进的高压器件技术,具有强大的驱动器,拥有卓越的噪声和瞬态抗扰度,包括较大的输入负电压容差,高dV /dt容差,开关节点上较宽的负瞬态安全工作区(NTSOA),以及互锁。 该器件包含一个接地基准通道(LO)和一个悬空通道(HO),后者专用于自电源或隔离式电源操作。该器件具有快速传播延迟特性并可在两个通道之间实现卓越的延迟匹配。在UCC27710上,每个通道均由其各自的输入引脚HI和LI控制。 特性 高侧和低侧配置 双输入,带输出互锁和150ns死区时间 在高达620V的电压下完全可正常工作,HB引脚上的绝对最高电压为700V VDD建...

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UCC27710 具有互锁功能的 620V 0.5A、1.0A 高侧低侧栅极驱动器

TPS51604 用于高频 CPU 内核功率应用的同步降压·FET 驱动器

TPS51604驱动器针对高频CPU V CORE 应用进行了优化。具有降低死区时间驱动和自动零交越等 SKIP 引脚提供CCM操作选项,以支持输出电压的受控制理。此外,TPS51604支持两种低功耗模式。借助于脉宽调制(PWM)输入三态,静态电流被减少至130μA,并支持立即响应。当 SKIP 被保持在三态时,电流被减少至8μA(恢复切换通常需要20μs)。此驱动器与合适的德州仪器(TI)控制器配对使用,能够成为出色的高性能电源系统。 TPS51604器件采用节省空间的耐热增强型8引脚2mm x 2mm WSON封装,工作温度范围为-40°C至105°C。 特性 针对已优化连续传导模式(CCM)的精简死区时间驱动电路 针对已优化断续传导模式(DCM)效率的自动零交叉检测 针对已优化轻负载效率的多个低功耗模式 为了实现高效运行的经优化信号路径延迟 针对超级本(超极本)FET的集成BST开关驱动强度 针对5V FET驱动而进行了优化 转换输入电压范围(V IN < /sub>):4.5V至28V 2mm×2mm 8引脚WSON散热垫封装 所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比 半桥驱动器   Number of Channels (#) ...

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TPS51604 用于高频 CPU 内核功率应用的同步降压·FET 驱动器

在恶劣的电机驱动环境中使用鲁棒的数字隔离器

Brian Kennedy    ADI公司应用工程师 简介 在恶劣的电机应用环境中,需要鲁棒的数字隔离器。由 于环境非常糟糕,应...

发表于 10-16 10:40 16次 阅读
在恶劣的电机驱动环境中使用鲁棒的数字隔离器

基于表面微加工技术的加速度检测创新

表面微加工是一种用来构建硅机电结构的技术。 结合板载信号调理电路,可将完整的机电系统经济高效地构建在单个硅片上。 用于汽车...

发表于 10-15 10:33 23次 阅读
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在恶劣的电机驱动环境中使用鲁棒的数字隔离器

Brian Kennedy ADI公司应用工程师 简介 在恶劣的电机应用环境中,需要鲁棒的数字隔离器。由于环境非常糟糕,应用要求能够...

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怎么激励板外传感器和负载

Miguel Usach Merino,ADI公司 在分布式系统中,模拟信号在传感器或负载间来回远程传输。在这类系统中,信号要传输很长的...

发表于 10-15 09:51 114次 阅读
怎么激励板外传感器和负载

高速ADC的电源设计

Rob Reeder,ADI高速信号处理部(北卡罗莱纳州格林斯博罗)资深应用工程师 内容提要 如今,在设计人员面临众多电源选择的情...

发表于 10-15 09:49 65次 阅读
高速ADC的电源设计

福禄克提供简单有效的电机驱动故障诊断方案

全新Fluke MDA 510 和 MDA 550电机驱动分析仪不仅显著节省时间,而且还简化了复杂的....

的头像 人间烟火123 发表于 10-12 11:30 571次 阅读
福禄克提供简单有效的电机驱动故障诊断方案

工业电机驱动中的IGBT过流和短路保护

Dara O’Sullivan   应用工程师    ADI公司 摘要 工业电机驱动的整个市场趋势是对更高效率以及可靠...

发表于 10-10 18:21 76次 阅读
工业电机驱动中的IGBT过流和短路保护

交流电压电机驱动的数字隔离

Gaetano (Guy) Fichera,Boston Engineering    Corporation电子产品部总监 内容提要 隔离是交流电压电机驱动...

发表于 10-10 18:16 48次 阅读
交流电压电机驱动的数字隔离

H桥电机驱动原理与应用

本文的内容是要告诉大家什么是H桥以及它如何是工作的。 我们首先来看马达是如何转动的呢?举个例子:你手里拿着一节电池,用导...

发表于 10-10 17:57 22次 阅读
H桥电机驱动原理与应用

ML4425对无位置传感器电机驱动的注意事项

由于TDA5142T只能驱动额定电压18V以下的无位置传感器电机,对于以TDA5142T为控制器的永....

的头像 电子设计 发表于 09-30 08:34 158次 阅读
ML4425对无位置传感器电机驱动的注意事项

AQMH2407ND双路隔离直流电机驱动模块的详细使用手册免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是AQMH2407ND双路隔离直流电机驱动模块的详细使用手册免费下载。

发表于 09-28 08:00 64次 阅读
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实现智能机器人控制系统的设计

开展机器人的制作活动,是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一,特别是机电专业学生开展综合....

的头像 电子设计 发表于 09-27 13:48 376次 阅读
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基于STM32的大扭矩永磁同步电机驱动系统

  0 引言   大扭矩永磁同步电机直接驱动由于去掉了复杂的机械传动机构,从而消除了机械结构带来的效率低、维护频繁、噪声与...

发表于 09-26 17:28 59次 阅读
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离心泵的四种主流节能技术分析

离心泵和节能技术 离心泵主要是由机壳、叶轮、吸入及压出导管以及密封件等组成,最大优点在于结构简单、体积小、操作维护方...

发表于 09-24 10:49 381次 阅读
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平衡小车直流电机驱动的介绍及如何平衡小车如何测速?

本文档的主要内容详细介绍的是平衡小车直流电机驱动的介绍及如何平衡小车如何测速?资料概述

发表于 09-11 18:04 76次 阅读
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新旧版ST电机驱动库对比与软件库SDK5.0的评测分析

原来STM32的开发以标准外设库为主,所以以前的FOC4.3是基于标准外设库的,而现在STM32以S....

的头像 STM32单片机 发表于 08-29 16:01 861次 阅读
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SIM6800M系列高压三相电机驱动IC的详细数据手册免费下载

SIM6800M系列是高压三相电机驱动IC,其中晶体管、预驱动IC(MIC)和自举电路(二极管和电阻....

发表于 08-23 08:00 91次 阅读
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采用电机驱动的无线智能电子门锁设计方案(1)

无线智能电子门锁设计方案分享(一)

的头像 TI视频 发表于 08-22 00:14 506次 观看
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集成式的电流感应器在刷式直流电机驱动器中的作用

如何在刷式直流电机驱动器中运用集成式的电流感应器

的头像 TI视频 发表于 08-22 00:13 334次 观看
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电机驱动在无线电动工具中的应用

无线电动工具应用中电机控制设计的考量

的头像 TI视频 发表于 08-22 00:11 219次 观看
电机驱动在无线电动工具中的应用

应用在手持式吸尘器的TI电机驱动方案

TI电机驱动方案在手持式吸尘器上的应用

的头像 TI视频 发表于 08-21 01:26 314次 观看
应用在手持式吸尘器的TI电机驱动方案

DRV3000系列:设计满足马达驱动安全功能

DRV3000系列SafeTI马达驱动满足功能安全需求设计

的头像 TI视频 发表于 08-20 01:06 294次 观看
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目前市场非常看好的,双通道集成电机驱动方案(AT8810)解析

AT8810有两路H桥驱动,最大输出38V±1A,可驱动两路刷式直流电机,或者一路双极步进电机,或者....

发表于 08-16 09:00 209次 阅读
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电池供电的电机驱动应用及解决方案

简介电池供电的电机驱动应用

的头像 TI视频 发表于 08-16 01:00 260次 观看
电池供电的电机驱动应用及解决方案

TI BLDC电机驱动器件的分类介绍

TI BLDC电机驱动器件介绍

的头像 TI视频 发表于 08-16 00:18 727次 观看
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伺服传动主要会涉及到哪些产品部件?

在将旋转伺服电机的输出动力传递到最终运动负载的过程中,运控系统系统往往还需要使用到各种伺服级别的机械....

的头像 电机控制设计加油站 发表于 08-15 11:02 512次 阅读
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TI 手持式吸尘器应用参考设计及注意事项

TI在手持式吸尘器应用上的参考设计

的头像 TI视频 发表于 08-15 01:02 411次 观看
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关于无人机与机器人的电机驱动参考设计

无人机与机器人应用中电机控制设计的考量

的头像 TI视频 发表于 08-14 00:13 383次 观看
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对无位置传感器电机的驱动步骤及方法

对于无位置传感器电机来说找准电机转子的位置,以及正确切闭环一直以来都是一个难点,本次直播主要对无位置....

的头像 Duke 发表于 08-13 09:05 116次 阅读
对无位置传感器电机的驱动步骤及方法

什么是PID控制器?PID控制的基本原理及被控器举例的详细资料免费下载

PID(比例,积分,微分)控制没有看起来那么复杂,阅读下面简单的实现步骤,效果立竿见影。

发表于 08-13 08:00 114次 阅读
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TI BLDC电机驱动的结构及实现驱动的要求

TI BLDC电机驱动器件介绍

的头像 TI视频 发表于 08-13 03:30 201次 观看
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在家电应用中如何选择电机及提升电机性能?

在家电应用中电机控制设计的选择及性能提升

的头像 TI视频 发表于 08-13 02:21 339次 观看
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关于电机驱动通讯方式的介绍

电机驱动通讯方式简介

的头像 TI视频 发表于 08-10 01:42 214次 观看
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TI家电领域电机驱动分类及应用介绍

TI家电领域应用中电机驱动分类及参考设计简介

的头像 TI视频 发表于 08-10 01:06 285次 观看
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120°直流无刷电机和步进电机控制方式

电机旋转速度的计算,是从当前定时器的计数值和2π[rad]之前的定时器计数值之差得到的。定时器计数值....

的头像 瑞萨电子 发表于 08-09 09:09 2023次 阅读
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关于智能锁的原理及TI电机驱动方案在智能锁上的应用介绍

TI共享单车智能锁方案3 - TI电机驱动方案在智能锁上的应用

的头像 TI视频 发表于 08-08 02:12 464次 观看
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关于电机驱动硬件系统架构的特点及应用介绍

电机驱动硬件系统架构概览

的头像 TI视频 发表于 08-08 01:46 355次 观看
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如何设计一款原汁机行星齿轮箱减速电机?

行星齿轮箱减速电机具有体积小、结构紧凑和传动效率高等特点,目前在航空发动机,起重运输,和智能家厨等齿....

的头像 Honlite电机 发表于 08-03 09:47 976次 阅读
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关于扫地机器人的典型应用以及TI的相应方案介绍

TI电机驱动方案在扫地机器人上的应用

的头像 TI视频 发表于 08-02 01:14 644次 观看
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超声波避障车设计的详细资料合集免费下载

这是一个利用超声波控制的小车,利用LN电机驱动模块,LCD液晶屏显示距离,舵机控制超声波方向,希望对....

发表于 07-20 08:00 85次 阅读
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IEC 61800-5-1安全标准是什么?选择合适的电机驱动应用隔离解决方案

在工业应用中,电机的使用无处不在。它们广泛用于风扇、传送带、印刷机、造纸机、起重机、搅拌机、吊车、电....

发表于 07-18 14:38 126次 阅读
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电动汽车驱动器电子教材详细资料免费下载

本文档的主要内容详细介绍的是国外详细讲解电机驱动的教材,讲的很清楚,比国内教材死板的灌输强很多。

发表于 07-18 08:00 85次 阅读
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在工业机器人中常用的电机驱动系统有哪些?

机器人电动伺服驱动系统是利用各种电动机产生的力矩和力,直接或间接地驱动机器人本体以获得机器人的各种运....

的头像 机器人博览 发表于 07-17 14:50 928次 阅读
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IR2104(S)半桥驱动器的详细中文资料免费下载

该Ir2104(S)是高电压,高速功率MOSFET和IGBT驱动器与依赖高和低侧参考输出通道。专有的....

发表于 07-17 08:00 227次 阅读
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关于英飞凌汽车BLDC电机驱动套件演示视频

英飞凌全新Automotive BLDC Motor Drive kit 演示

的头像 Infineon视频 发表于 07-11 01:13 786次 观看
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直流电机转速测控系统的详细中文资料概述免费下载

在现代电气产品中,在自动控制系统、电子仪器设备、家用电器、电子玩具等等方面,直流电机都得到了广泛的应....

发表于 07-04 08:00 132次 阅读
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MCP8024三相无刷直流功率模块的详细中文数据手册免费下载

MCP8024 是三相无刷直流(Brushless DC,BLDC)功率模块。MCP8024 器件集....

发表于 06-29 17:25 115次 阅读
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ROHM 各种功率元器件详细讲解

本视频介绍了SiC SBD、SiC-MOSFETs、“全SiC”功率模块。ROHM的"全SiC"功率....

的头像 ROHM视频 发表于 06-26 17:53 666次 观看
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拆解特斯拉电机驱动控制系统

特斯拉电动汽车三大件(电池、电机、控制)在网上的拆解资料已不了,电 池、电机拆解技术文章与视频相对较....

的头像 玩转单片机 发表于 06-25 10:54 3281次 阅读
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汽车混合动力总成控制系统构件就在安华高科技!

安华高科技行业解决方案可以提供混合动力驱动总成控制系统构件,包括电子电机驱动系统、电池管理系统以及充....

的头像 Avago视频 发表于 06-22 09:26 659次 观看
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特斯拉Model X与蔚来 ES8 整框架比较及特斯拉电控系统拆解

第二层为驱动电路部分,简称驱动板。驱动板上电路包括电源转换及驱动电 路,电源部分采用 TDK 变压器....

的头像 硬件十万个为什么 发表于 06-21 17:19 2098次 阅读
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一种可以作为人造肌肉用于微仿生机器人的新材料

香港大学的一个机械工程师团队引入了一种革命性的驱动材料——氢氧化镍-氢氧化物。

的头像 机器人在线订阅号 发表于 06-21 14:10 1213次 阅读
一种可以作为人造肌肉用于微仿生机器人的新材料

从多方面探讨了解电机控制及电机驱动

This session will talk about the different types o....

的头像 TI视频 发表于 06-13 00:23 782次 观看
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基于单片机设计智能小车的详细资料概述

本文档的主要内容介绍的是基于单片机设计智能小车的详细资料概述包括了,测试程序,电机驱动程序,红外壁障....

发表于 06-08 08:00 244次 阅读
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MOTO电机驱动程序的详细资料概述和程序免费下载

本文档的主要内容是MOTO的电机驱动程序

发表于 06-05 08:00 97次 阅读
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Z源变换器工作的原理详细分析和在电机驱动上的应用研究详细概括

文分析了Z源变换器工作的原理。Z源交换器使用独特的阻抗源网络将变换器与主电路连接起来。在传统电压源逆....

发表于 06-01 11:13 150次 阅读
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做好一款电机驱动需要考虑哪些主要的因素?

采用集成芯片设计驱动的优点:外围电路简单,比较容易实现,调试容易通过率高,而且故障率低,但一般这样的....

的头像 电子发烧友网 发表于 05-29 08:48 3619次 阅读
做好一款电机驱动需要考虑哪些主要的因素?

演示用于机器人和伺服应用的电机驱动和绝对编码器之间的EnDat接口解决方案

我们将演示用于机器人和伺服应用的电机驱动和绝对编码器之间的EnDat接口解决方案。我们将展示新型AD....

的头像 EE techvideo 发表于 05-24 15:10 1095次 观看
演示用于机器人和伺服应用的电机驱动和绝对编码器之间的EnDat接口解决方案

电机驱动着世界运转

电机驱动器的种类相当多,以配合驱动不同的电机种类(步进、直流有刷、直流无刷…),这使得在设计电机驱动....

的头像 人间烟火123 发表于 04-27 14:09 3603次 阅读
电机驱动着世界运转

一个发生在电机驱动系统中的常见问题

电机能量回馈问题是一个发生在电机驱动系统中的常见问题。许多设计人员不得不选择相当于额定电压水平两倍的....

的头像 电子设计 发表于 04-27 10:04 3032次 阅读
一个发生在电机驱动系统中的常见问题