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同時采樣A/D變換器及其應用

發布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數:456

    兩款新型同時采樣A/D變換器MAX125和MAX126是完整的14位數據采集系統,可以同時跟蹤和保持8個輸入中的4個輸入(見圖1)。板上定序器可通過編程來選擇對哪4個(或少于4個)通道進行數字化。吞吐量速率范圍為250ksps(一個通道)~76ksps(所有4個通道)。輸入范圍是±5V(MAX125)和±2.5V(MAX126)。

    4個跟蹤/保持(T/H)級的每一級可在A和B輸入間切換,產生8個可能的輸入通道。圖2示出跟蹤模式的A通道。每個T/H輸入中的T開關使相鄰通道間的串擾最小。4個地址引腳選擇通道號和工作模式,每個輸入電路容許±17V過壓。該芯片還包含電壓基準(漂移為30ppm/℃)。

    MAX125/126變換器有廣泛的應用,這包括:

    ·場定向控制,使AC馬達工作如同DC馬達一樣;

    ·線路故障保護系統中高電壓、三相波形的測量;

    ·基于Coriolis質量流量計中相位差檢測;

    ·對衛星調諧器IC的I和Q信號數字化;

    ·用在汽車制造業的基于雷達碰撞報警系統中,可去掉中頻級。

場定向控制

    場定向控制(Field-orieneed control,FOC)使AC馬達工作如同DC馬達,這是MAX125/126變換器的一種主要應用。DC馬達中的電刷和整流子組合件保證場(定子)電流對轉子電流總是保持正確的角度。這就是可說的場定向,這一條件可使轉子產生所標定的最大轉矩兩個元素分離開來和對它們進行直接控制,使場定向能為馬達提供快速和精確的動態響應。為了改變馬達轉矩,需要改變轉子電流分量Iq,Iq決定產生的轉矩和保持場或磁化電流分量為常數。從圖3可確定磁化電流:

    Id=Vd=jωLm (1)

    式中Id:磁化電流分量,Vd:定子電壓,ω:所加電壓角頻率,Lm:轉子的磁化電感。

    所以,保持Vd/ω比為常數可在不同速度下保持恒定轉矩。另外,改變定子電壓Vd也可控制速度。盡管Vd電壓不能直接測量,若知道在不同溫度下馬達的三相中的一相輸入電壓VXR、定子電流Is和定子電阻Rs就可推導出Vd:

    Vd=VxR-IsRS (2)

    場定向控制分為:直接,間接和無傳感器三類。

    直接FOC直接測量轉子角,是用安裝在馬達罩中的傳感器測得的。

    間接FOC測量速度,用解算器來測量速度,再對速度積分來確定轉差角。在AC異步馬達中,轉子中的轉動場使轉子與定子場以相同的方向轉動,但角頻率較低。其頻率之間的差稱之為轉差頻率,而它們之間的角度稱之為轉差角。轉子角頻率加轉差頻率給出所需的定子頻率。所以,頻率是這種控制技術的副產品而不是控制變量。

    無傳感器FOC倍受關注,特別是一些啟用中不能從轉子直接信號反饋情況,需要無傳感器FOC。例如,海上石油鉆機的水下泵和其他系統,其馬達和驅動電子裝置離的很遠。無傳感器FOC和直接、間接FOC不同,它在馬達的定子端執行所有的測量和計算(見圖4)。從圖4和圖5的向量圖可見:MAX125對兩個轉子相電流ib和ic進行數字化。注意,只需要兩個相電流,而第3個相電流ia可以從假設(3個相電流是120°相位差、瞬時相加值為0)中推導出來。3個電流然后通過Clarke變換技術變換為α和β軸的二相正交系統。

    兩款新型同時采樣A/D變換器MAX125和MAX126是完整的14位數據采集系統,可以同時跟蹤和保持8個輸入中的4個輸入(見圖1)。板上定序器可通過編程來選擇對哪4個(或少于4個)通道進行數字化。吞吐量速率范圍為250ksps(一個通道)~76ksps(所有4個通道)。輸入范圍是±5V(MAX125)和±2.5V(MAX126)。

    4個跟蹤/保持(T/H)級的每一級可在A和B輸入間切換,產生8個可能的輸入通道。圖2示出跟蹤模式的A通道。每個T/H輸入中的T開關使相鄰通道間的串擾最小。4個地址引腳選擇通道號和工作模式,每個輸入電路容許±17V過壓。該芯片還包含電壓基準(漂移為30ppm/℃)。

    MAX125/126變換器有廣泛的應用,這包括:

    ·場定向控制,使AC馬達工作如同DC馬達一樣;

    ·線路故障保護系統中高電壓、三相波形的測量;

    ·基于Coriolis質量流量計中相位差檢測;

    ·對衛星調諧器IC的I和Q信號數字化;

    ·用在汽車制造業的基于雷達碰撞報警系統中,可去掉中頻級。

場定向控制

    場定向控制(Field-orieneed control,FOC)使AC馬達工作如同DC馬達,這是MAX125/126變換器的一種主要應用。DC馬達中的電刷和整流子組合件保證場(定子)電流對轉子電流總是保持正確的角度。這就是可說的場定向,這一條件可使轉子產生所標定的最大轉矩兩個元素分離開來和對它們進行直接控制,使場定向能為馬達提供快速和精確的動態響應。為了改變馬達轉矩,需要改變轉子電流分量Iq,Iq決定產生的轉矩和保持場或磁化電流分量為常數。從圖3可確定磁化電流:

    Id=Vd=jωLm (1)

    式中Id:磁化電流分量,Vd:定子電壓,ω:所加電壓角頻率,Lm:轉子的磁化電感。

    所以,保持Vd/ω比為常數可在不同速度下保持恒定轉矩。另外,改變定子電壓Vd也可控制速度。盡管Vd電壓不能直接測量,若知道在不同溫度下馬達的三相中的一相輸入電壓VXR、定子電流Is和定子電阻Rs就可推導出Vd:

    Vd=VxR-IsRS (2)

    場定向控制分為:直接,間接和無傳感器三類。

    直接FOC直接測量轉子角,是用安裝在馬達罩中的傳感器測得的。

    間接FOC測量速度,用解算器來測量速度,再對速度積分來確定轉差角。在AC異步馬達中,轉子中的轉動場使轉子與定子場以相同的方向轉動,但角頻率較低。其頻率之間的差稱之為轉差頻率,而它們之間的角度稱之為轉差角。轉子角頻率加轉差頻率給出所需的定子頻率。所以,頻率是這種控制技術的副產品而不是控制變量。

    無傳感器FOC倍受關注,特別是一些啟用中不能從轉子直接信號反饋情況,需要無傳感器FOC。例如,海上石油鉆機的水下泵和其他系統,其馬達和驅動電子裝置離的很遠。無傳感器FOC和直接、間接FOC不同,它在馬達的定子端執行所有的測量和計算(見圖4)。從圖4和圖5的向量圖可見:MAX125對兩個轉子相電流ib和ic進行數字化。注意,只需要兩個相電流,而第3個相電流ia可以從假設(3個相電流是120°相位差、瞬時相加值為0)中推導出來。3個電流然后通過Clarke變換技術變換為α和β軸的二相正交系統。

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