同時采樣A/D變換器及其應(yīng)用
發(fā)布時間:2007/8/15 0:00:00 訪問次數(shù):462
兩款新型同時采樣A/D變換器MAX125和MAX126是完整的14位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),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(shù)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)。 兩款新型同時采樣A/D變換器MAX125和MAX126是完整的14位數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),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(shù)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(chǎn)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(guān)使相鄰?fù)ǖ篱g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(yīng)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(tǒng)中高電壓、三相波形的測量;
·基于Coriolis質(zhì)量流量計中相位差檢測;
·對衛(wèi)星調(diào)諧器IC的I和Q信號數(shù)字化;
·用在汽車制造業(yè)的基于雷達碰撞報警系統(tǒng)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(yīng)用。DC馬達中的電刷和整流子組合件保證場(定子)電流對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子產(chǎn)生所標定的最大轉(zhuǎn)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(tài)響應(yīng)。為了改變馬達轉(zhuǎn)矩,需要改變轉(zhuǎn)子電流分量Iq,Iq決定產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和保持場或磁化電流分量為常數(shù)。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(zhuǎn)子的磁化電感。
所以,保持Vd/ω比為常數(shù)可在不同速度下保持恒定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)差角。在AC異步馬達中,轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)動場使轉(zhuǎn)子與定子場以相同的方向轉(zhuǎn)動,但角頻率較低。其頻率之間的差稱之為轉(zhuǎn)差頻率,而它們之間的角度稱之為轉(zhuǎn)差角。轉(zhuǎn)子角頻率加轉(zhuǎn)差頻率給出所需的定子頻率。所以,頻率是這種控制技術(shù)的副產(chǎn)品而不是控制變量。
無傳感器FOC倍受關(guān)注,特別是一些啟用中不能從轉(zhuǎn)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(tǒng),其馬達和驅(qū)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(zhí)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(zhuǎn)子相電流ib和ic進行數(shù)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(shè)(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(shù)變換為α和β軸的二相正交系統(tǒng)。
4個跟蹤/保持(T/H)級的每一級可在A和B輸入間切換,產(chǎn)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(guān)使相鄰?fù)ǖ篱g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(yīng)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(tǒng)中高電壓、三相波形的測量;
·基于Coriolis質(zhì)量流量計中相位差檢測;
·對衛(wèi)星調(diào)諧器IC的I和Q信號數(shù)字化;
·用在汽車制造業(yè)的基于雷達碰撞報警系統(tǒng)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(yīng)用。DC馬達中的電刷和整流子組合件保證場(定子)電流對轉(zhuǎn)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(zhuǎn)子產(chǎn)生所標定的最大轉(zhuǎn)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(tài)響應(yīng)。為了改變馬達轉(zhuǎn)矩,需要改變轉(zhuǎn)子電流分量Iq,Iq決定產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩和保持場或磁化電流分量為常數(shù)。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(zhuǎn)子的磁化電感。
所以,保持Vd/ω比為常數(shù)可在不同速度下保持恒定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)差角。在AC異步馬達中,轉(zhuǎn)子中的轉(zhuǎn)動場使轉(zhuǎn)子與定子場以相同的方向轉(zhuǎn)動,但角頻率較低。其頻率之間的差稱之為轉(zhuǎn)差頻率,而它們之間的角度稱之為轉(zhuǎn)差角。轉(zhuǎn)子角頻率加轉(zhuǎn)差頻率給出所需的定子頻率。所以,頻率是這種控制技術(shù)的副產(chǎn)品而不是控制變量。
無傳感器FOC倍受關(guān)注,特別是一些啟用中不能從轉(zhuǎn)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(tǒng),其馬達和驅(qū)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(zhí)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(zhuǎn)子相電流ib和ic進行數(shù)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(shè)(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(shù)變換為α和β軸的二相正交系統(tǒng)。
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